SuperCap - On-chip superkondensator for IoT

Superkondensatorer kan forenklet forklares som en type oppladbart batteri, men som skiller seg ut fra oppladbare batteriene vi kjenner fra daglig bruk ved at de: 1) Kan sykles (lades opp og lades ut) millioner av ganger, noe som er mye bedre enn batteri (typisk < 1000 sykluser). 2) Kan lagre forholdsvis lite energi (lav energitetthet). 3) Kan lades opp ekstremt raskt og levere ekstremt mye energi på en gang (høy krafttetthet). En vesentlig begrensning i det å lage trådløs og miniatyrisert elektronikk ligger i energiforsyningssystemet. Her er det levetiden og størrelsen på batteriet som oftest er de begrensende faktorene. En måte å løse denne utfordringen på, er å kombinere et vanlig batteri (energilager) med en superkondensator (kraftforsyning og forlenget batterilevetid). Batteriet, som i seg selv ikke kan levere tilstrekkelig kraft til applikasjonen (eksempelvis dataoverføring), lader i stedet opp superkondensatoren, som igjen kan levere nok kraft til å drifte applikasjonen. I tillegg, kreves det monolitografiske integrerte superkondensatorer for ASIC, men disse er langt fra tilgjengelig ennå. For å forbedre systemet ytterligere, må superkondensator teknologien utvikles for høy energitetthet og on-chip integrasjon. Universitetet i Sørøst-Norge (HSN) har utviklet en superkondensator med nanoteknologi som i lab viser vesentlig høyere energitetthet sammenlignet med det beste (state-of-the-art) som finnes på markedet.

A key drawback of rechargeable batteries is limited lifetime. A typical rechargeable battery has a lifespan limited primarily by the number of times it is charged, typically <1000 charges. Many users find having to replace the battery a very big disadvantage, as in many smartphones and in IoT devices it is difficult to access. An international team at University of South-Eeastern Norway is doing research on supercapacitors that will solve the lifetime problem. A supercapacitor can store a large amount of electrical energy, typically 10-100 times more energy density per unit weight, volume unit or unit area compared to electrolytic capacitors. They are most often used instead of galvanic batteries as they (1)can be charged faster, (2)have a higher energy density as a power source, (3)are practically maintenance-free.During this FORNY project a nano fabricated supercapacitor (SuperCap) was developed which shows significantly higher energy density in the lab compared to state-of-the-art.