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(lian)Lilliputian 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、負(fu)極(ji)本(ben)身(shen)不(bu)包(bao)含(han)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)，隻(zhi)是(shi)個(ge)催(cui)化(hua)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)。電(dian)池(chi)在(zai)工(gong)作(zuo)的(de)時(shi)候(hou)，燃(ran)料(liao)和(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)由(you)外(wai)部(bu)供(gong)給(gei)，進(jin)行(xing)反(fan)應(ying)。原(yuan)則(ze)上(shang)隻(zhi)要(yao)反(fan)應(ying)物(wu)不(bu)斷(duan)輸(shu)入(ru)
，反(fan)應(ying)產(chan)物(wu)不(bu)斷(duan)排(pai)出(chu)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)能(neng)連(lian)續(xu)地(di)發(fa)電(dian)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)並(bing)不(bu)是(shi)存(cun)儲(chu)電(dian)量(liang)的(de)裝(zhuang)置(zhi)，而(er)是(shi)名(ming)符(fu)其(qi)實(shi)的(de)把(ba)化(hua)學(xue)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電(dian)能(neng)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。 　　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。 　　dangran，ranliaodianchibingbuyidingjiuxuyaojiaranliao，jiashuitongyangyekeyifadian。buguo，xiangbijiaqitaranliao，jiashuideranliaodianchidejishunandianshiruhezhaodaoyizhongchucunqingqidecailiao。waijieyasuoqitigangpinghuozhecaiyongxiqingcailiaoshidiandongqichedengdagonglvyingyongzhongdechangguisilu，danmianduiyidongzhongduanyingyongshi，zhijieshiyongqingqihuizaochengyaometijipangda、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taVOC（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。