El Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia desarrolló un almacenamiento de energía de tamaño pequeño extremadamente eficiente, un micro-supercondensador, que se puede integrar directamente dentro de un chip de microcircuito de silicio. La alta energía y densidad de potencia del almacenamiento de energía miniaturizado se basa en el nuevo nanomaterial híbrido desarrollado recientemente en VTT. Esta tecnología abre nuevas posibilidades para los dispositivos móviles integrados y allana el camino para los dispositivos autónomos de consumo cero necesarios para el futuro Internet de las cosas (IoT).

Los supercondensadores se parecen a las baterías electroquímicas. Sin embargo, a diferencia de, por ejemplo, las baterías de iones de litio para teléfonos móviles, que utilizan reacciones químicas para almacenar energía, Los supercondensadores almacenan principalmente energía electrostática que está unida en la interfaz entre los electrodos líquidos y sólidos. De manera similar a las baterías, los supercondensadores suelen ser dispositivos discretos con una gran variedad de casos de uso, desde pequeños dispositivos electrónicos hasta grandes almacenes de energía de los vehículos eléctricos.

La energía y la densidad de potencia de un supercondensador dependen del área de superficie y la conductividad de los electrodos sólidos. El grupo de investigación de VTT ha desarrollado un electrodo de nanomaterial híbrido, que consiste en silicio poroso recubierto con una capa de nitruro de titanio de unos pocos nanómetros de espesor por deposición de capa atómica (ALD). Este enfoque conduce a una superficie conductora grande récord en un volumen pequeño. La inclusión de líquido iónico en un microcanal formado entre dos electrodos híbridos da como resultado un almacenamiento de energía extremadamente pequeño y eficiente.

El nuevo supercondensador tiene un rendimiento excelente. Por primera vez, El micro-supercondensador basado en silicio compite con los principales dispositivos basados ​​en carbono y grafeno en potencia, energía y durabilidad.

Los micro-supercondensadores se pueden integrar directamente con dispositivos microelectrónicos activos para almacenar energía eléctrica generada por diferentes térmicas, recolectores de energía de luz y vibración y para suministrar la energía eléctrica cuando sea necesario. Esto es importante para las redes de sensores autónomos, electrónica portátil y electrónica móvil de IoT.

El grupo de investigación de VTT lleva la integración al extremo al integrar el nuevo almacenamiento de energía del micro-supercondensador de nanomateriales directamente dentro de un chip de silicio. La demostrada tecnología de supercondensadores en chip permite almacenar energía de hasta 0,2 julios y una impresionante generación de energía de 2 vatios en un chip de silicio de un centímetro cuadrado. Al mismo tiempo, deja la superficie del chip disponible para microcircuitos y sensores integrados activos.