Chip para internet das coisas agora tem tudo que precisa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/08/2019

Está tudo aí - sem precisar de baterias.
[Imagem: Hota et al. - 10.1002/adma.201807450]

Integração radical

Engenheiros conseguiram empacotar virtualmente todas as funções necessárias à computação de baixa energia dentro de um único microchip.

Eles combinaram as funções de coleta de energia, retificação de corrente, armazenamento de energia e sensoriamento, tudo no mesmo chip.

Este é um avanço longamente esperado pela internet das coisas, que pretende conectar todos os objetos e dotar-lhes de capacidade de processamento. Dispensar as baterias e fios e retirar energia do próprio ambiente é uma das principais características dessa plataforma.

"Até agora, era preciso usar volumosos retificadores para converter energia elétrica intermitente colhida [do ambiente] em corrente contínua constante para armazenamento em microssupercapacitores eletroquímicos," conta Mrinal Hota, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita.

A integração total resolveu esse problema.

Chip sem bateria

A chave para integrar tudo em um único chip foi o desenvolvimento do óxido de rutênio (RuO2) como material comum para os eletrodos que conectam todos os dispositivos nos microcircuitos.

Os contatos de óxido de rutênio são colocados em um substrato de vidro ou silício para conectar os componentes eletrônicos de detecção, coleta de energia e retificação de corrente aos microssupercapacitores eletroquímicos que armazenam a energia elétrica.

"Ao contrário de uma bateria, os microssupercapacitores eletroquímicos podem durar centenas de milhares de ciclos, em vez de apenas alguns milhares," aponta Hota.

Eles também podem fornecer uma saída de energia significativamente maior por determinado volume. Isso cria um sistema minúsculo que pode operar sem qualquer bateria. A energia pode ser coletada usando nanogeradores, que aproveitam o movimento do corpo, do vento ou vibrações como fonte contínua de energia.

"Nossa conquista simplifica a fabricação dos dispositivos e viabiliza uma miniaturização significativa de componentes sensores com alimentação própria," disse o professor Husam Alshareef, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Artigo: Integration of electrochemical micro-supercapacitors with thin-film electronics for on-chip energy storage
Autores: Mrinal K. Hota, Qiu Jiang, Zhenwei Wang, Zhong Lin Wang, Khaled N. Salama, Husam N. Alshareef
Revista: Advanced Materials
Vol.: 31, 1807450
DOI: 10.1002/adma.201807450