不需要充電的實用化燃料電池揭秘

dianchi，chenglezhiyueyidongshebeifazhandezuidazhangai
，xianyoudelidianchirongliangtishengjiqikunnan，suoyizhinengzaidianchideyuanliaoshangxunqiutupo。ranliaodianchizaichaozuoduonianzhihouzhongyukaishishiyonghua

，jinniankaishichuxianleduokuanxinpin，shenzhilianLilliputian Nectar移動電源也燒上了“燃料”，燃料電池真的來了。

　　“燃”名不副實 　　燃料電池從原理上看是一種電化學裝置，結構與一般電池相同。整個電池是由正負兩個電極（負極即燃料電極和正極即氧化劑電極）以及電解質組成。不同的是一般電池的活性物質貯存在電池內部，限製了電池容量。而燃料電池的正、fujibenshenbubaohanhuoxingwuzhi
，zhishigecuihuazhuanhuanyuanjian。dianchizaigongzuodeshihou，ranliaoheyanghuajiyouwaibugonggei
，jinxingfanying。yuanzeshangzhiyaofanyingwubuduanshuru，fanyingchanwubuduanpaichu，ranliaodianchijiunenglianxudifadian。ranliaodianchibingbushicunchudianliangdezhuangzhi
，ershimingfuqishidebahuaxuenengzhuanhuaweidiannengdenengliangzhuanhuanqi。 　　電池的燃料可以使用氫氣、天然氣
、甲醇等含氫的化石燃料

，也可以使用富含氫氣燃料，或由再生能源經轉換成為氫氣燃料使用。在電池內部，無論加注什麼“燃料”，都要轉化為氫氣與氧氣參與反應（甲醇燃料可直接與氧氣反應）。燃料電池的核心技術為電極與電解質，對電極的要求是表麵積盡量大，所以燃料電池普遍體積較大，更有利於將氫氣（甲醇）與氧氣催化為離子態的催化劑；而er電dian解jie質zhi則ze要yao求qiu擁yong有you更geng好hao的de導dao電dian性xing，以yi促cu成cheng反fan應ying不bu斷duan進jin行xing，同tong時shi還hai能neng對dui生sheng成cheng的de離li子zi具ju備bei隔ge離li能neng力li

，讓rang離li子zi在zai電dian極ji處chu捕bu獲huo需xu要yao的de電dian子zi，而er不bu是shi電dian解jie質zhi內nei部bu捕bu獲huo，提ti升sheng發fa電dian效xiao率lv。 　　 　　突破小型化瓶頸的嚐試 　　燃料電池也算不上什麼新技術，早在1839年，英國人W.Grove就提出了氫和氧反應可以發電的原理，這就是最早的氫-氧燃料電池。現在已經被廣泛地應用於應急供電
、汽車等大型設備，但是想要把燃料電池整合到筆記本、手機這類移動終端中
，在很長一段時間之內進展非常不順
，究其根源還是其龐大體積的提及在作祟。 　　不差電的移動電源 　　在2013年，Lilliputian公司和羅姆公司在今年推出的新產品
，是如何解決燃料電池小型化瓶頸的呢

？先來看 Lilliputian Nectar移動電源，其采用了不同一般的方法：這款移動電源的發電單元采用SOFC（固體氧化物）
，將裝有丁烷燃料的圓筒型燃料盒插到移動電源上之後，形成一個微型固體氧化物燃料電池。每個圓筒型燃料盒的發電容量為55Wh，利用微型固體氧化物燃料電池的高能量轉換效率，獲得實用化的量產電池。最為關鍵的是，在電池單元的核心技術方麵采用名為“Generator Chip”的微機電係統（MEMS）芯片

，來提升轉換的效率，從而實現了小型化。這種移動電源已經從國際民間航空組織（ICAO）及美國運輸部獲得了許可
，可在飛機上攜帶。 　　這款移動電源即將在2013年夏季正式上市，售價為299.99美元（約人民幣1870元）。而每盒甲烷燃料的價格為9.99美元（約人民幣62元），能為智能手機充電10~14次
，這就相當於每次充電要花人民幣4.5元，這價格還是有點貴。 　　當dang然ran
，燃ran料liao電dian池chi並bing不bu一yi定ding就jiu需xu要yao加jia燃ran料liao，加jia水shui同tong樣yang也ye可ke以yi發fa電dian。不bu過guo
，相xiang比bi加jia其qi他ta燃ran料liao，加jia水shui的de燃ran料liao電dian池chi的de技ji術shu難nan點dian是shi如ru何he找zhao到dao一yi種zhong儲chu存cun氫qing氣qi的de材cai料liao。外wai接jie壓ya縮suo氣qi體ti鋼gang瓶ping或huo者zhe采cai用yong吸xi氫qing材cai料liao是shi電dian動dong汽qi車che等deng大da功gong率lv應ying用yong中zhong的de常chang規gui思si路lu
，但dan麵mian對dui移yi動dong終zhong端duan應ying用yong時shi，直zhi接jie使shi用yong氫qing氣qi會hui造zao成cheng要yao麼me體ti積ji龐pang大da

、yaomeshixianfuzadenanti。yincizaibianxieranliaodianchizhong，pubiancaiyongjiashuitongguohuaxuefanyingchanshengqingqidezuofa，ribenluomugongsideranliaodianchichanpinyingyongdezhengshizheyifangfa。 　　氫化鈣是一種灰白色結晶體，遇水可劇烈反應產生氫氣和氫氧化鈣。羅姆燃料電池的燃料來源就是氫化鈣+水：將(jiang)氫(qing)化(hua)鈣(gai)固(gu)化(hua)為(wei)很(hen)小(xiao)的(de)薄(bo)膜(mo)，當(dang)注(zhu)入(ru)水(shui)後(hou)
，水(shui)和(he)氫(qing)化(hua)鈣(gai)片(pian)材(cai)作(zuo)用(yong)生(sheng)成(cheng)氫(qing)氣(qi)

，然(ran)後(hou)在(zai)電(dian)解(jie)質(zhi)中(zhong)生(sheng)成(cheng)氫(qing)離(li)子(zi)，離(li)子(zi)運(yun)動(dong)產(chan)生(sheng)電(dian)能(neng)。最(zui)後(hou)生(sheng)成(cheng)物(wu)是(shi)水(shui)
，不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)其(qi)他(ta)VOC（揮發性有機化合物）等有害物質。由於燃料電池工作中生成物也是水
，因此產品僅需要加入少量水引發反應即可。 　　一塊體積為38mm×38mm×2mm大小的羅姆燃料電池
，加水即可生成4.5L氫氣，並產生5 Wh的電力。這種氫燃料電池體積小巧且可常溫工作

，不僅可用於智能手機的充電，而且還可作為平板電腦和PCdengshebeidedianchi。zaihuanbaofangmian，youyushiyongshuiyugaixiranliaozheleianquanwuzhi，wanquanbuhuipaifangeryanghuatanheyouhaiqitideng，feiqishiyekezuoweiyibanfeiqiwuchuli，yuyiwangdegezhongdianchixiangbi，shiyizhongjiweihuanbaodedianchi。 　　在2013年4月，這種燃料電池已經正式開始量產。羅姆的目標是在本年內
，將燃料電池推廣到智能手機上使用。 　　 　　成本問題待解決 　　燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)成(cheng)本(ben)仍(reng)居(ju)高(gao)不(bu)下(xia)，罪(zui)魁(kui)禍(huo)首(shou)就(jiu)是(shi)其(qi)電(dian)極(ji)中(zhong)的(de)鉑(bo)催(cui)化(hua)劑(ji)。鉑(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)稀(xi)缺(que)金(jin)屬(shu)
，目(mu)前(qian)仍(reng)加(jia)快(kuai)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)最(zui)佳(jia)材(cai)料(liao)。要(yao)降(jiang)低(di)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)成(cheng)本(ben)
，最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)替(ti)代(dai)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)更(geng)換(huan)電(dian)極(ji)中(zhong)的(de)鉑(bo)。目(mu)前(qian)已(yi)有(you)了(le)鐵(tie)基(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)
、bobahunhewuyijijuyoujuhewutucengdeduokongdianji。dansuoyouzhexiebotidaifadouyouquexian，najiushiqidianliumidudihuoshishiyongshubaixiaoshihouqixingnengjiuhuixiajiang。 　　此(ci)外(wai)，由(you)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)燃(ran)料(liao)基(ji)本(ben)都(dou)是(shi)易(yi)燃(ran)易(yi)爆(bao)物(wu)品(pin)，雖(sui)然(ran)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)，但(dan)這(zhe)些(xie)燃(ran)料(liao)都(dou)是(shi)為(wei)了(le)航(hang)空(kong)安(an)全(quan)所(suo)不(bu)允(yun)許(xu)攜(xie)帶(dai)的(de)。包(bao)括(kuo)如(ru)何(he)封(feng)裝(zhuang)

、向燃料電池供給燃料和燃料運輸與存放中的安全問題，以及運輸、存儲、安全及測試的標準也急需建立等等。不過，未來
，燃料電池正式上市的時候，記得一定要購買獲得國際電工委員會（IEC）認證的產品，同時了解是否夠能帶上飛機
，這樣才能實現環保的同時，還有安全的保證。