Image
15.5.2015 0 Comments

Vedci vytvorili výkonnú 3D mikrobatériu pre mikročipy

3d_microbattery.jpg Vedci kombináciou 3D holografickej litografie a 2D fotolitografie vytvorili 3D mikrobatériu integrovateľnú do čipu pre mikroelektronické zariadenia. Mikrobatérie môžu dodávať energiu na skutočnom mieste spotreby energie a umožnia miniaturizáciu elektronických zariadení, ako aj zvýšenie ich výkonnosti.

„Táto 3D mikrobatéria ponúka výnimočný výkon a škálovateľnosť a myslíme si, že bude mať význam v mnohých oblastiach aplikovania," povedal Paul Brown, profesor vedy o materiáloch na Illinoiskej univerzite v meste Urbana-Champaign.

Mikrozariadenia obyčajne využívajú napájanie mimo čipu pre problémy s miniaturizáciou technológií na uchovávanie energie. Maličká vysokoenergetická a vysokovýkonná batéria na čipe by bola veľmi žiaduca pre rôzne zariadenia, ako sú distribuované bezdrôtové senzory a vysielače, monitory či prenosné a implantovateľné zdravotnícke pomôcky.

S postupným zmenšovaním snímačov, bezdrôtových komunikačných zariadení, systémov na monitorovanie zdravia a autonómnych mikroelektromechanických systémov rastie dopyt po miniaturizovaných integrovaných energetických zdrojoch.

Hoci tenkovrstvové batérie sú vhodné na integráciu na čip, ich energia a výkon na jednotku plochy sú obmedzené. Trojrozmerné elektródové konštrukcie majú potenciál ponúknuť oveľa viac výkonu a energie na jednotku plochy. No predchádzajúce snahy viedli k prototypom 3D mikrobatérií s pevnými elektródami, a teda s nízkym výkonom.

Nová 3D mikrobatéria je vyrobená kombináciou 3D holografickej litografie s konvenčnou fotolitografiou, čo umožňuje priestorové rozmiestnenie elektród na podklade. Takto vytvorená mikrobatéria vykázala pôsobivý výkon - špičkový prúd 500 μA z batérie s hrúbkou 10 μm a plochou 4 mm2 (200 cyklov pri 12 % úbytku kapacity).

microbattery_scheme.jpg

Vďaka 3D holografickej technike vzorovania, v ktorej niekoľko optických lúčov interferuje vnútri fotorezistentnej látky, sa vytvára žiaduca 3D štruktúra, batéria má pravidelne štruktúrované porézne elektródy, čo uľahčuje rýchly prenos elektrónov a iónov v batérii, ktorá ponúka výkon podobný superkondenzátoru.

Vedci z Illinoiskej univerzity vytvorili účinnú metódu výroby, ktorá je kompatibilná so súčasnými výrobnými technológiami v oblasti mikroelektroniky.


Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum 3

Nová batéria môže poháňať smartfón až 400 rokov

05.12.2016 00:13

Vedci z Kalifornskej univerzity v Irvine vyvinuli dobíjaciu batériu, ktorá môže slúžiť až 400 rokov. Ich vynález je pritom takmer úplne dielo náhody. V skutočnosti chceli navrhnúť lepšie nanovodiče na ...

Výskum

Palivo vodíkových bômb môže priniesť rýchlejšiu cestu k samoudržateľnej fúzii a lacnejšiu energiu budúcnosti

02.12.2016 00:25

Vždy, keď vedci z Národného laboratória Sandia v Albuquerque spustia svoj fúzny reaktor, časť jeho zariadenia zhorí. Ich „prístroj Z“ obsahuje kondenzátory nabité väčším množstvom elektrickej energie, ...

Výskum

Počítačový systém porovnávajúci genetickú zhodu by mohol pomôcť pri priraďovaní darcov obličiek

01.12.2016 00:14

Nový vyhodnocovací systém, porovnávajúci genetickú zhodu medzi darcami obličiek a ich prijímateľmi, by mohol pomôcť zlepšiť vyhliadky úspešnej transplantácie. Laurent Mesnard z Weill Cornell Medical C ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Kyocera - prve-zariadenia-formatu-a4-s-vykonom-a3

Najnovšie videá