Ottimizzazione dei sistemi di storage per l’energy harvesting

Per anni, i produttori di dispositivi elettronici hanno fatto affidamento su diverse tecnologie per l'immagazzinamento di energia offline: in particolare batterie agli ioni di litio e supercondensatori. Entrambe queste tecnologie promettono marginalmente ulteriori guadagni di efficienza, ma nello stesso tempo sono inadatte per alcune applicazioni. Le batterie a film sottile rappresentano un'ulteriore soluzione che combina alcuni dei vantaggi di entrambe le tecnologie. 

Introduzione

L'industria elettronica ha fatto un ottimo lavoro nel mantenere un alto tasso di aumento delle capacità con una costante riduzione dei costi. Dalla dimensione del wafer alla densità della memoria passando per la velocità del processore, la capacità dei dispositivi è decisamente migliorata rispetto a un paio di anni fa e continuerà a farlo nel prossimo futuro. Le innovazioni nella progettazione del sistema, nel packaging dei chip, nella comunicazione wireless e in altre tecnologie stanno portando ulteriori vantaggi. In tutto questo, il problema del risparmio energetico costituisce un punto essenziale. Per anni gli ingegneri hanno affrontato nuove sfide offrendo possibilità di risparmio energetico e nuove soluzioni di accumulo. Le sfide sono diventate così grandi che la più recente roadmap tecnologica internazionale per i semiconduttori ha affermato che la gestione energetica è il problema principale nella maggior parte dei segmenti applicativi. La produzione accelerata di dispositivi elettronici miniaturizzati sofisticati, sfide come la propulsione elettrochimica di veicoli elettrici (EV) e la necessità di stoccaggio su larga scala di energia sostenibile, motivano e stimolano lo sviluppo di nuove batterie ricaricabili e supercondensatori. Le batterie agli ioni di litio sono al centro di intensi sforzi di ricerca e sviluppo perché promettono una densità di energia molto elevata che può essere adattata alla propulsione elettrica.

Il concetto della raccolta di energia

La raccolta di energia può essere un incredibile vantaggio per i dispositivi con un fattore di forma ridotto, come quelli che proliferano nell'Internet of Things (IoT), ma spesso l'energia disponibile dalla raccolta potrebbe non corrispondere a quella richiesta da una determinata applicazione. Questi piccoli dispositivi spesso richiedono solo minuscole quantità di energia, quindi raccogliere l'energia da fonti non tradizionali, come RF, piezoelettrici e piccole celle fotovoltaiche, può essere un'alternativa interessante alla tradizionale tecnologia delle batterie. Un sensore wireless, ad esempio, può ricevere energia [...]

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