聽慣了燃料電池，微型燃料電池又是咋回事？

據今日湖北報道：一yi直zhi以yi來lai，電dian池chi製zhi造zao商shang都dou在zai想xiang辦ban法fa替ti代dai電dian化hua學xue電dian池chi。更geng高gao的de能neng量liang密mi度du
，更geng小xiao的de體ti積ji

，更geng低di的de成cheng本ben和he更geng快kuai的de充chong電dian速su率lv是shi要yao主zhu要yao考kao慮lv的de問wen題ti。考kao慮lv到dao這zhe種zhong充chong電dian電dian池chi的de高gao價jia位wei、有限壽命和有限功率
，這種便攜式電源所提供的電能也就不便宜了。詳情可以了解日後科普專題：《化石燃料電池》。

傳統電池將會被燃料電池取代嗎？

自1839年威廉先生發明燃料電池一來，它就一直不受重視。到了20世紀50年代，這種電力發電設備才第一次被美國用於太空和軍事計劃。80年代，當科學家和股東們預見了一個由取之不盡的潔淨能源世界--氫能源
，燃料電池再次被大力推行。他們預測汽車將由燃料電池驅動，家庭供電將來自於自備燃料電池。90年nian代dai末mo期qi，由you於yu燃ran料liao電dian池chi技ji術shu的de推tui廣guang
，很hen多duo人ren把ba它ta視shi為wei了le通tong往wang未wei來lai之zhi門men。然ran而er由you於yu製zhi作zuo成cheng本ben高gao而er且qie使shi用yong壽shou命ming較jiao短duan使shi其qi僅jin停ting留liu在zai預yu想xiang階jie段duan。

燃料電池是利用氫氣和氧氣的化學反應產生水和電能的。反應過程不燃燒，無汙染。而且副產物是純淨的水。Ballard公司（燃料電池技術先驅）用燃料電池產生的水泡茶給顧客喝，可見該反應係統十分環保。又因反應不產生廢氣
，所以燃料電池可在密閉空間（如會客廳）裏使用。理論上燃料電池的能量輸出很高，但有一半會通過熱能損失。

過去幾年裏
，便攜式燃料電池誕生了，其中，直接甲醇燃料電池（DMCF)是最有前途的。DMCF便宜、便捷、不需要重整製氫並擁有較好的電化學性能。目前DMCF可提供900Wh的電量和102Wh/L的能量密度，但是相較鋰電池它的尺寸還是有點大。它是通過不斷更換燃料盒充電的。像給汽車加油一樣，這樣可以連續供能。圖1展示了一種微型索尼混合燃料電池
；圖2是向電池添加99.5%的純甲醇的演示圖。

圖1：微型混合燃料電池 （可提供300mW的持續電力）

圖2：東芝燃料電池（帶燃料盒）（99.5%的純甲醇存儲在10ml存儲槽中）

微型燃料電池的生產商坦言
，高功率、小體積、dijiagedexinxingdianchidegengxinhuandairengxujinianshijian。rujindeweixingranliaodianchibingbunengzhijietihuandiaochuantongdianchi，ershizuoweichezaidianchidechongdianqiduiqilianxuchongdian。

微型燃料電池仍在研發階段，原因是多方麵的。標準微型燃料電池輸出功率是300mW
，隻夠供手機充電。筆記本電腦每30W需要100個微型燃料電池連續供電。此外
，交通運輸當局禁止飛機上乘客攜帶瓶裝燃料，這項規定也許很快就會改變。國際民用航空組織(ICAO)的危險品專家小組（DGP）已經特許在商業航班上運輸和使用甲醇燃料電池了，但瓶裝氫依然禁止攜帶。

為了滿足筆記本電腦和其它電子設備對電池的需求
，研發人員不斷對電池進行改進
，如東芝推出了發電功率在20W至100W的燃料電池樣品
，容量為100Wh/L樣品燃料電池。其單電池結構複雜，比能量可與鎳鎘電池相媲美。 （很欣賞日本製造商描述該技術時的坦誠，將其描述為 “嬰兒”）但東芝並沒有表明該產品何時能商用。與此同時，鬆下聲稱他們研發了一款與東芝開發的燃料電池大小相似的功率在10W至20W燃料電池，其功率輸出已經翻了一番。鬆下指出如果該燃料電池間歇地每天使用8小時

，其壽命可達5000小時。而耐用性恰恰一直是燃料電池商業化的一個障礙。

Angstrom Power公(gong)司(si)利(li)用(yong)存(cun)儲(chu)的(de)氫(qing)和(he)來(lai)自(zi)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)款(kuan)便(bian)攜(xie)式(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。該(gai)係(xi)統(tong)沒(mei)有(you)泵(beng)和(he)風(feng)機(ji)，所(suo)以(yi)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)噪(zao)聲(sheng)。比(bi)起(qi)使(shi)用(yong)甲(jia)醇(chun)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)，使(shi)用(yong)純(chun)氫(qing)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)更(geng)高(gao)且(qie)尺(chi)寸(cun)更(geng)小(xiao)。旨(zhi)在(zai)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)清(qing)潔(jie)，無(wu)噪(zao)音(yin)，可(ke)以(yi)在(zai)飛(fei)行(xing)時(shi)補(bu)充(chong)燃(ran)料(liao)的(de)電(dian)源(yuan)。同(tong)樣(yang)也(ye)有(you)應(ying)用(yong)到(dao)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)上(shang)的(de)可(ke)能(neng)。21立方厘米長的盒式電池提供與10節一次性堿性電池同等的能量
，唯一的副產物是水蒸汽
，加一次燃料可以運行20h。

據Angstrom Power公司透露
，微型氫燃料電池自行車燈在冬季和春季都呈現了良好的性能，用戶反饋都都非常良好。氫燃料存儲在21立方厘米的盒式電池中，可一次性提供約10節堿性電池的等效能量。反應唯一的副產物是水蒸汽，添加燃料隻需要花費幾分鍾
，可提供約20h連續的運行時間。

滿足一個小的自行車燈的電能消耗並不是那麼困難，采用低消耗的LED技術時尤其如此。而另一方麵，一台筆記本電腦要求功率約為40W
，yigexiaoxingranliaodianchinanyitigongzugoudegonglvshuchuyiweichiqixuqiu。zheyixitongxuyaoyigebeiyongdianchi，shijishang，ranliaodianchichengweiledianchidefuzhubujian，bianchengleyigechongdianqi。ranliaodianchigongdiandeyidongdianhuaheshumaxiangjiqingkuangyeleisi。

軍事領域和再製造領域也嚐試使用微型燃料電池。圖4展示了通過SFC（智能燃料電池）製成的便攜式燃料電池。該EFOY燃料電池每天能提供600至2160Wh的不同容量。

圖3：消費市場上的便攜式燃料電池

燃料電池使得氫和氧轉換為電力同時得到幹淨的唯一的副產物水，因此燃料電池可以在室內用作發電機。

和從外表看起來一樣，要使得廣大消費者接受，該產品還要解決許多問題。問題之一是起動緩慢，另一個是陽極的電化學活性低，與DMCF（直接甲醇燃料電池）比起來尤其明顯。負載情況下每個電池產生約1Vdedianya，erjiaogaodeneibudianzuhuiyinqidianyakuaisuxiajiang
，neibudejixiangonglvdaikuandaozhilezheyixianxiang。disangeruodianshishiyongshoumingbijiaoduan。dangxindedianchishuchugonglvkaishishuaitui，tongshishiyongyigeleisidelaohuadianchizuoweifuzhu，rongliangyexunenggoubiandehengao。qizhongyigezhiyueyinsushineibuzukangzhujianshenggao
，zhexianzhilezhongfuzaidianliudeshijiyingyong。shebeiyaoqiuheyunxingchengbengaoshilingyiquedian。

遺yi憾han的de是shi，燃ran料liao電dian池chi還hai沒mei有you取qu得de像xiang微wei電dian子zi技ji術shu那na樣yang的de突tu破po。摩mo爾er定ding律lv在zai這zhe裏li並bing不bu適shi用yong。當dang考kao慮lv燃ran料liao電dian池chi作zuo為wei替ti代dai能neng源yuan還hai處chu於yu瓶ping頸jing中zhong時shi，傳chuan統tong的de電dian池chi看kan起qi來lai出chu奇qi的de好hao。即ji使shi是shi在zai低di溫wen下xia，電dian池chi組zu小xiao巧qiao

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，無wu噪zao音yin，並bing且qie能neng提ti供gong所suo需xu要yao高gao瞬shun間jian功gong率lv，我wo們men希xi望wang燃ran料liao電dian池chi作zuo為wei一yi種zhong清qing潔jie能neng源yuan順shun利li應ying用yong，成cheng功gong拓tuo展zhan便bian攜xie式shi電dian源yuan的de範fan圍wei以yi及ji減jian少shao環huan境jing汙wu染ran。