JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Esineiden internetin myötä elektroniikkaa on yhä uusissa paikoissa. Mistä elektroniikalle energiaa silloin, kun akkua ei voi käyttää? Suvi Lehtimäki kehitti Tampereen teknilliselle yliopistolle tekemässään väitöstyössä energian varastointiin superkondensaattoria, joka on edullinen ja moneen taipuva.

Esineiden internetin levittäytyessä joka puolelle tarvitaan myös uusia energianlähteitä hajautetulle elektroniikalle. Kun esimerkiksi halutaan valvoa elintarvikepakkauksien lämpötilaa kuljetuksen aikana tai mitata kosteutta rakennuksen rakenteiden sisällä, ladattavien akkujen tai vaihdettavien paristojen käyttö ei aina ole mahdollista. Elektroniikkalaitteista, kuten antureista ja niiden lähettimistä, täytyy tehdä energia-autonomisia.

- Energiaa voidaan kerätä esimerkiksi valosta, värähtelystä tai radioaalloista. Koska tällaiset energianlähteet ovat epätasaisia, mukaan tarvitaan myös energianvarastointikomponentti. Kehitin tutkimuksessani yhtä tähän tarkoitukseen sopivaa komponenttia, painettavaa superkondensaattoria, tohtorikoulutettava Suvi Lehtimäki kertoo.

Superkondensaattori on akun ja tavallisen kondensaattorin välimuoto. Siihen ei voi varastoida yhtä paljon energiaa kuin akkuun, mutta toisaalta se voi antaa suurempia tehopiikkejä eikä menetä kapasiteettiaan yhtä nopeasti kuin akku.

- Superkondensaattori voidaan valmistaa halvoista ja turvallisista materiaaleista, kuten muovikalvosta, grafiitista, aktiivihiilestä, paperista ja suolavedestä. Suolana voi käyttää natriumkloridia eli tavallista ruokasuolaa, joten komponentin voi huoletta sijoittaa vaikkapa elintarvikkeiden lähelle, Lehtimäki sanoo.

Superkondensaattori voidaan valmistaa painomenetelmillä, jolloin tuotantokustannuksia saadaan alas.

- Muovikalvolle painettu superkondensaattori on myös taipuisa, minkä ansiosta se voidaan sijoittaa mitä moninaisimpiin paikkoihin, jopa osaksi puettavaa elektroniikkaa. Painomenetelmistä superkondensaattoreille sopii parhaiten paksuja kerroksia tuottava seri- eli silkkipaino.

Lehtimäki tutki työssään erilaisia superkondensaattorimateriaaleja hiilinanoputkista johtaviin polymeereihin. Uudet materiaalit kehittyvät kuitenkin vielä kovaa vauhtia. Tällä hetkellä parhaat tulokset saadaan perinteisellä elektrodimateriaalilla, aktiivihiilellä.

Lehtimäen elektroniikan alaan kuuluva väitöskirja Printed Supercapacitors for Energy Harvesting Applications (Painetut superkondensaattorit energiankeräinsovelluksessa) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa ensi perjantaina. Väitöskirjatyöhön voi tutustua myös verkossa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-3927-5.

 
 

Tämä on seuraava askel piiritekniikassa: eFPGA

On selvää, että puolijohdealalla keskitytään vihdoin kasvavaan valikoimaan teknologioita, jotka prosessigeometrian kutistamisen sijaan katsovat uusia järjestelmäarkkitehtuureita ja käytettävissä olevan piin parempaa käyttöä uusien piiri- laite- ja kotelointisuunnittelun konseptien kautta. Kun astumme uudelle aikakaudelle, seuraava looginen askel näyttää olevan FPGA-piirin ja prosessorin eli CPU:n yhdistäminen: sulautettu FPGA.

Lue lisää...

CMOS-anturi valtaa konenäön

Vaikka CCD-kuvakennot saattavat edelleen olla välttämättömiä joissakin erikoissovelluksissa, CMOS-pohjaiset kuva-anturit valtaavat konenäkösovelluksia kiihtyvään tahtiin. Ne tuovat teollisuuden kuvannusjärjestelmiin uuden luokan suorituskykyä ja toiminnallisuutta.

Lue lisää...
 
 

ny template