Lead
Die Miniaturisierung von integrierten Schaltkreisen führt zu steigenden Energiedichten in Computern. Hochleistungsprozessoren verwenden heute mehr Kanäle für Energieversorgung statt Datenkommunikation und ein millionenfach grösseres Volumen für Kühlung als für die Schaltelemente. Für zukünftige Datenmengen werden noch höhere Integrationsdichten angestrebt. Um nachhaltige Energieeffizienz in diesen Systemen zu gewährleisten, ist eine neue Art der Energieversorgung zwingend nötig.

Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Wir streben einen Paradigmenwechsel in der Stromversorgung von Computern an, indem wir die gleichzeitige Energieversorgung und Kühlung im Gehirn mittels Blutkapillaren zum Vorbild nehmen. In Flüssigkeit gelöste Ionen ermöglichen eine gleichzeitige elektrochemische Energiezufuhr und thermische Energieabfuhr. In unserem Projekt werden wir (i) Redoxpaare und Reaktionsmechanismen modellieren, (ii) elektrochemische Eigenschaften ausgewählter Systeme charakterisieren und verbessern, (iii) Wärme- und Stofftransport in Redoxflusszellen visualisieren und durch Mikrostrukturierung positiv beeinflussen, und (iv) Technologien entwickeln für die Integration dieser Systeme in Computern.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Die Kombination der Kompetenzen in diesem Projekt ermöglicht uns, wesentlich leistungsfähigere und effizientere elektrochemische Systeme zu entwickeln. Diese Systeme tragen zur angestrebten Verdichtung von Computern bei, um künftige Datenverarbeitung deutlich effizienter zu gestalten. Darüber hinaus werden wichtige Erkenntnisse in Bezug auf Energie - Umwandlung und - Speicherung gewonnen, welche für die Integration von erneuerbaren Energien und der Energiepolitik der Schweiz von grosser Bedeutung sind.