用“水”發電 東芝燃料電池剖析

“水”生電的秘密 目前航嘉、beitongdengchangjiashengchanchulesuishenchongdianqi
，danzheleichongdianqishijishangjiushiyigezhongzhuandianchi，rengranxuyaoshixianchongdian，ranhouzaishoujimeiyoudianshi
，zaijiangzijidedianzhuansonggeishoujidedianchi。congdaduoshuyonghudeshiyongxiguanlaishuo，kenenghuiwangjigeichongdianqichongdian，daoburuzhijiehuankuaidianchilaidegancui。

相對而言，東芝這款名為Dynario的燃料電池就要便捷得多，采用直接甲醇燃料電池技術（DMFC），將可隨身攜帶的瓶裝甲醇倒入其中，當它與水、空氣發生化學反應，就能直接產生電能
，這樣就能通過USB接口隨時隨地地給手機的電池充電了。而且這個電池的外形並不大，尺寸為150mm×21mm×74.5mm，和手機一般大小，重量約為280g，隨身攜帶也比較方便。

Dynario通過USB接口為設備充電

東芝燃料電池的研發時間比較早了，但這類產品在目前市場並不多見
，究其原因還是因為價格較高（折合人民幣約2224元）。不過它卻代表著一種新型電池技術的興起，相信在未來會應用在汽車
、通訊、軍事、測繪等領域。

燃料控製模塊 Dynario看kan上shang去qu是shi一yi個ge小xiao盒he子zi的de模mo樣yang

，機ji身shen外wai殼ke使shi用yong了le堅jian固gu的de鋁lv合he金jin材cai料liao，不bu但dan能neng防fang止zhi磕ke碰peng摔shuai落luo，還hai能neng防fang止zhi內nei部bu液ye體ti溢yi出chu。打da開kai後hou，可ke以yi看kan到dao裏li麵mian卻que是shi比bi較jiao複fu雜za，元yuan器qi件jian眾zhong多duo
，主zhu要yao分fen為wei燃ran料liao控kong製zhi模mo塊kuai、發電模塊和外圍電路模塊等三個部分。在外殼的內側也有一層加固板以使得電池更加結實。

鋁合金外殼和內側的加固版

在Dynario內部最大的元件要數位於右側的燃料盒了
，甲醇就是從外部的燃料瓶注入其中，大約可以裝下14ml甲醇。在一次注入後

，如果為功耗為1W的LED燈供電
，可持續11小時
，發電11Wh。

右側是存儲甲醇的燃料盒

值得一提的是，為了安全起見，雖是塑料製成的燃料瓶，卻采用了雙重結構，符合IEC（國際電工委員會）的安全性標準，即使經受100kg的衝擊力也不會損壞。另外
，在特殊形狀的瓶嘴和內部設計的作用下，如果插入燃料注入口的方式不正確

，燃料就不會流出來。

用特殊的燃料瓶注入甲醇

燃料盒的作用隻是存儲甲醇
，而真正控製燃料流出的是它旁邊的發電控製電路板以及燃料泵、燃料閥。由於燃料泵和燃料閥是機械運行
，因此在發電控製電路板上有它們的控製IC
、8bit MCU、溫度傳感器
、功率電感等元件。

發電控製電路板

燃料泵、燃料閥（右）

可以說

，Dynariobuyinggaijiaodianchi
，chengtaweifadianjigengshiheyixie
，bijingqizhongbaohanleranliaobengdejixieyundong。lingwai

，ranliaofayuranliaobengyijiqitabujianxiangbi
，xiandebijiaohou，yinggaishidongzhihaiweilaidejikaifachuboxingchanpin，zheduiyuDynario的整體厚度影響較大。

發電模塊 Dynario的關鍵部分就是中間的兩個發電模塊，分別反向覆蓋在發電控製電路板的上下兩側。每個發電模塊由4片81mm×9mm的MEA（膜電極複合體）和he兩liang片pian集ji電dian體ti組zu成cheng，安an放fang在zai格ge子zi狀zhuang的de不bu鏽xiu鋼gang板ban和he塑su料liao燃ran料liao供gong給gei板ban之zhi間jian。因yin為wei不bu鏽xiu鋼gang板ban與yu燃ran料liao供gong給gei板ban是shi用yong鉚mao釘ding固gu定ding的de
，所suo以yi必bi須xu強qiang行xing打da開kai才cai能neng看kan到dao其qi中zhong的deMEA。

發電模塊安放不鏽鋼板下

當燃料閥開起後
，甲醇從燃料盒流入燃料供給板
，在燃料泵的壓力作用下漫布至所有MEA。然後MEA進行化學反應生成電子，從而產生電流。而化學反應需要的空氣就從格子狀不鏽鋼板一側的進氣口進入。

發電模塊由4片MEA和兩片集電體組成

MEA的表麵積大小決定了Dynario發電的電壓和功率，因此使用的MEAshuliangshiyueduoyuehao。danshizuoweibianxieshebeieryan，chongdianshebeidexiaoxinghuaheboxinghuayetongyangyaoqiujiaogao，tongshiyoucierlaidefarewentiyezhiguzheshuchugonglv，yincizaiDynario內部需要很費心思的設計。

外圍輸入電路 位於Dynario下(xia)部(bu)還(hai)有(you)兩(liang)塊(kuai)細(xi)長(chang)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)
，分(fen)別(bie)負(fu)責(ze)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)和(he)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)接(jie)口(kou)部(bu)分(fen)

，它(ta)們(men)借(jie)助(zhu)連(lian)接(jie)器(qi)互(hu)相(xiang)連(lian)接(jie)。其(qi)中(zhong)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)有(you)接(jie)受(shou)發(fa)電(dian)模(mo)塊(kuai)供(gong)電(dian)的(de)接(jie)口(kou)。板(ban)載(zai)東(dong)芝(zhi)內(nei)置(zhi)閃(shan)存(cun)型(xing)8bit MCU
，進行智能開關控製。還有一顆三洋LE25FW203A 2Mbit閃存，用於記錄充電時間和溫度變化。

電源開關電路板的正反麵

而輸入輸出接口電路板上除了有為外部設備充電的USB接口之外
，還有向發電模塊供電的作用。這是因為在Dynario啟動的時候，需要首先向發電模塊供電，所以還配備了一顆三洋的660mAh鋰離子充電電池，連接在輸入輸出接口電路板上。它在從啟動到電力平穩之間時段，為發電模塊電路提供驅動電力。

輸入輸出接口電路板

在Dynario仍reng然ran有you鋰li電dian池chi存cun在zai，它ta的de作zuo用yong就jiu和he汽qi車che的de電dian瓶ping一yi樣yang
，在zai開kai車che前qian為wei發fa動dong機ji的de點dian火huo電dian路lu供gong電dian，而er在zai汽qi車che行xing駛shi時shi又you通tong過guo發fa動dong機ji運yun轉zhuan來lai充chong電dian
，這zhe樣yang就jiu可ke以yi保bao證zhengDynario一直處於不斷電的狀態下。

編輯觀點：新型電池技術改變生活 為了響應移動產品快速擴大的需求，迫切需要打破傳統電池範疇，來獲得一種新的電力供給方式，而Dynario就為我們帶來了一種新的產品模式。如何製造能量更大、充電方式更方便

、成本更低廉
、使用更安全的電池一直都是關鍵的技術難題，要解決這些難題還需要不斷研究和試驗。目前很多機構、公司都在研究新的燃料電池技術，相信這些技術將使新型電池得以廣泛地使用。在手機、平板電腦以及汽車等載體的主導下，這一發展趨勢將不斷加快。