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Energiespeicherung in Mikrochips

17.02.2016

Forscher der Drexel University in den USA und der Paul Sabatier University in Frankreich haben ein Verfahren zur industriellen Herstellung von Mikrochips mit integrierten Mikrosuperkondensatoren entwickelt. Mit anderen Worten, sie haben Prozessor und Netzteil in einem Produkt vereint.

„Unser ehrgeiziges Ziel erforderte viel Zeit für die Umsetzung. Wir wollten die Größe der Energiequelle nicht nur auf die Größe eines Mikrochips reduzieren, sondern sie zu einem Teil davon machen“, sagt Patrice Simon, Projektteilnehmer von Paul Sabatier University, eine Möglichkeit, die Produktion solcher Mikro-Superkondensatoren in den modernen Prozess der Herstellung von Halbleiterprodukten einzuführen". Im Laufe ihrer Arbeit stießen die Forscher auf eine Reihe von Problemen. Am schwierigsten stellte sich heraus, dass die Kompatibilität des Materials von Mikrosuperkondensatoren mit Materialien von Mikrochips, mechanische Festigkeit und Haltbarkeit sichergestellt werden.

Das von den Forschern entwickelte Verfahren zum Aufbringen von Kohlenstoffmolekülen auf ein Siliziumsubstrat erwies sich als ähnlich den Verfahren, die in der modernen Mikroelektronikindustrie verwendet werden. Im Labor lernten sie, wie man Kohlenstoffwafer auf Siliziumsubstraten verschiedener Größen und Konfigurationen abscheidet und Dutzende von Mikro-Superkondensatoren darauf herstellt.

Superkondensatoren können große Energiemengen auf kleinem Raum speichern, was sie für die Mikroelektronik attraktiv macht. Sie können sofort Energie in sie "pumpen" und sie genauso schnell aus ihnen extrahieren. Und ihre Lebensdauer ist praktisch unbegrenzt.

„In Zukunft können sich die Ergebnisse unserer Experimente leicht sehen lassen, denn sie werden dazu beitragen, die Unterhaltungselektronik leichter und kompakter zu machen“, stellten die Projektteilnehmer fest, „aber noch wichtiger, die Fähigkeit, Energie direkt in Chips zu speichern, wird nützlich sein für die Weiterentwicklung des Internets der Dinge.“

Die Forscher fügten hinzu, dass die von ihnen entwickelte Herstellungsmethode es ermöglicht, Mikro-Superkondensatoren in Chips zu integrieren, die für Geräte aller Größen, von Smartwatches bis hin zu Laptops, entwickelt wurden.

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Oxytocin im Kampf gegen Autismus 05.02.2015

Wissenschaftler der University of California fanden heraus, dass Oxytocin hilft, normales soziales Verhalten bei Mäusen wiederherzustellen, die Anzeichen von Autismus zeigen. Das Hormon Oxytocin ist ein Neuropeptid, eine Art Molekül, das Neuronen im Gehirn hilft, miteinander zu kommunizieren.

Die größte Überraschung der neuen Studie ist, dass die Verwendung von Oxytocin zu einem länger anhaltenden Nutzen führt, der bis ins Jugend- und Erwachsenenalter anhält. Wissenschaftlern zufolge ist Oxytocin ein wichtiger Vermittler des Sozialverhaltens bei Säugetieren, einschließlich Menschen - nach der Einführung des Hormons nahm die Geselligkeit autistischer Mäuse zu und sie begannen, mehr Zeit mit der Interaktion mit anderen Mäusen zu verbringen.

Die nächste Phase der Studie wird darin bestehen, die Mindestdosen von Oxytocin zu identifizieren, die für eine wirksame Therapie geeignet sind. Die Wissenschaftler hoffen, dass nach Abschluss umfangreicher Tests an Mäusen die experimentelle Behandlung mit Oxytocin auch für menschliche Patienten anwendbar sein könnte.

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