不需要充電的實用化燃料電池揭秘

電dian池chi，成cheng了le製zhi約yue移yi動dong設she備bei發fa展zhan的de最zui大da障zhang礙ai，現xian有you的de鋰li電dian池chi容rong量liang提ti升sheng極ji其qi困kun難nan，所suo以yi隻zhi能neng在zai電dian池chi的de原yuan料liao上shang尋xun求qiu突tu破po。燃ran料liao電dian池chi在zai炒chao作zuo多duo年nian之zhi後hou終zhong於yu開kai始shi實shi用yong化hua
，今jin年nian開kai始shi出chu現xian了le多duo款kuan新xin品pin
，甚shen至zhi連lianLilliputian 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；erdianjiezhizeyaoqiuyongyougenghaodedaodianxing，yicuchengfanyingbuduanjinxing，tongshihainengduishengchengdelizijubeigelinengli，ranglizizaidianjichubuhuoxuyaodedianzi
，erbushidianjiezhineibubuhuo
，tishengfadianxiaolv。 　　 　　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
、要(yao)麼(me)實(shi)現(xian)複(fu)雜(za)的(de)難(nan)題(ti)。因(yin)此(ci)在(zai)便(bian)攜(xie)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)
，普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)加(jia)水(shui)通(tong)過(guo)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)的(de)做(zuo)法(fa)
，日(ri)本(ben)羅(luo)姆(mu)公(gong)司(si)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong)的(de)正(zheng)是(shi)這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)。 　　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PC等deng設she備bei的de電dian池chi。在zai環huan保bao方fang麵mian
，由you於yu使shi用yong水shui與yu鈣gai係xi燃ran料liao這zhe類lei安an全quan物wu質zhi，完wan全quan不bu會hui排pai放fang二er氧yang化hua碳tan和he有you害hai氣qi體ti等deng，廢fei棄qi時shi也ye可ke作zuo為wei一yi般ban廢fei棄qi物wu處chu理li，與yu以yi往wang的de各ge種zhong電dian池chi相xiang比bi，是shi一yi種zhong極ji為wei環huan保bao的de電dian池chi。 　　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 　　ranliaodianchidechengbenrengjugaobuxia，zuikuihuoshoujiushiqidianjizhongdebocuihuaji。boshiyizhongxiquejinshu，muqianrengjiakuaiqingranliaodianchizhonghuaxuefanyingdezuijiacailiao。yaojiangdiranliaodianchidechengben，zuijiandandetidaifangfajiushigenghuandianjizhongdebo。muqianyiyouletiejicuihuaji
、bobahunhewuyijijuyoujuhewutucengdeduokongdianji。dansuoyouzhexiebotidaifadouyouquexian，najiushiqidianliumidudihuoshishiyongshubaixiaoshihouqixingnengjiuhuixiajiang。 　　ciwai，youyuranliaodianchisuocaiyongderanliaojibendoushiyiranyibaowupin

，suirandianchineibubuhuifashengbaozha
，danzhexieranliaodoushiweilehangkonganquansuobuyunxuxiedaide。baokuoruhefengzhuang、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。