On-Chip Brennstoffzellen als Energieversorgung fur RFID Systeme

摘要

On-Chip Brennstoffzellen ermoglichen die bedarfsgerechte Bereitstellung von Energie fur energieautarke RFID Sensorik. Das entwickelte Brennstoffzellensystem besteht aus einem adaptiven Brennstoffzellenarray und integrierter CMOS Elektronik zur Steuerung des Systems und zur Reglung der Ausgangsspannung. Die Steuerung des Systems erfolgt uber eine Finite State Machine, welche es ermoglicht die Verschaltung des Brennstoffzellenarrays, die Ausgangsspannung und die Aktivierungszyklen zu programmieren. Durch die monolithisch integrierte Kombination von adaptiven Brennstoffzellenarrays und einem Low-Dropout-Spannungsregler wird eine effiziente Stabilisierung der Ausgangsspannung ermoglicht. Die Brennstoffzellen sind als Polymer-Elektrolyt-Membran Zellen mit einem integrierten Wasserstoffspeicher ausgefuhrt und erreichen eine maximale Ausgangsleistung von 3,1 mW/cm~2 bei einer Ausgangsspannung von 0,3 V. Als Demonstrator wurde ein Temperatur- und Feuchtesensor mit LC Display durch die on-chip Brennstoffzellen mit Energie versorgt.