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實用燃料電池催熟未來移動設備

文章來源:計算機世界 | 發布日期:2008-11-01 | 作者:未知 | 點擊次數:

無論你是用手機通話、用媒體播放器聽歌還是在筆記本電腦上進行輸入,移動設備的電池使用時間十有八九不像你希望的那么長。不過,這種情況會在接下來的幾年發生變化,因為旨在為移動設備供電的燃料電池開始變得普及起來。

尤其是,直接甲醇燃料電池(DMFC)使用極少量甲醇,就有望提供長達10個小時的電力供給——這是目前筆記本電腦鋰電池的兩到三倍。更棒的是,要是燃料電池電力耗盡了,不必尋找電源插座并等電池充好電,你可以從稍大的盒子給貯存罐重新灌裝甲醇,或者只要插入裝得滿滿的一罐甲醇。只要有甲醇能滿足燃料電池的需求,你就可以長時間地使用移動設備。

在過去的十年里,燃料電池似乎離誘人的商用化近在咫尺,但它們從來沒有真正投入市場?,F在燃料電池終于開始準備到位; 幾大傳統電池、燃料電池和移動設備生產商表示,2009年將迎來燃料電池時代。

告別傳統電池

MTI小型燃料電池公司的首席執行官Peng Lim解釋: “人們的長期夢想就是,凡是使用電池的地方都可以用燃料電池來取代?!笨偛吭O在紐約州阿爾巴尼的MTI公司在研制用于為移動設備供電的內置和外置燃料電池。

市場調研公司Frost & Sullivan Ltd.能源和電源系統部門的首席顧問Sara Bradford說: “現在已經開始逐漸向燃料電池遷移,但不會在一夜之間完成?!彼麖娬{,第一款外置燃料電池電源組剛剛上市。

比方說,Medis 24-7電源組可提供高達5.5伏的純凈電源。它售價30美元,可為手機供電大約30個小時,或者為媒體播放器供電60個小時。此外,你只需要售價20美元的燃料貯存罐——有了這個燃料貯存罐,可以多持續60個小時。

該系統并不是被設計為移動設備的主要電源,而是作為后備電池以應對緊急情況,或者如果用戶長時間找不到電源插座時應急。而且其重量有6.5盎司,與智能電話一樣重。Medis的系統目前是外置附件,下一步是內置到移動設備中的可重新灌裝的燃料電池。

東芝美國電子元件公司的業務開發副總裁Sean Collins說: “明年,預計會出現使用燃料電池選件的智能電話?!彪m然技術和營銷方面的細節還沒有敲定,不過Collins補充說,幾家電話生產商現期望銷售既使用傳統電池、又使用可選燃料電池的產品,兩種電池裝在同一個地方。

電子被引導到帶負電荷的陽極,為設備供電; 氫離子在一層特定的薄膜上流過,與氧結合生成少量水蒸氣。東芝公司的Collins解釋: “這層薄膜就是燃料電池的秘密所在。”

這層薄膜把甲醇儲存在燃料電池的一側,同時允許氫離子通過; 但如今最好的薄膜也存在部分甲醇泄漏的問題。Collins說: “這項技術會不斷發展及完善,將來會出現更高效的燃料電池。”
改善工作已經開始: 麻省理工學院(MIT)的一研究部門正在調整標準薄膜的分子表面。通過把泄漏的甲醇數量減少100倍,又不影響氫離子的流動,燃料電池的電源輸出將增加50%。不過這項技術可能需要五年時間才能應用到商用燃料電池中。

廣闊的應用前景

放眼更長遠的未來,燃料電池技術對馬路勇士們來說確實很有吸引力: 移動設備為燃料電池而設計,它們也完全由燃料電池供電。Collins解釋: “三五年后,完全靠燃料電池供電的設備將會上市?!?/P>

除了改進技術外,有望促進燃料電池采用的另一個因素就是美國聯邦航空局(FAA)。如今,燃料電池和甲醇完全被禁止帶到飛機上; 不過這種情況會在10月份出現變化,到時聯邦航空局會允許旅行人士把燃料電池帶到飛機上,還可以攜帶兩罐甲醇。

MTI的Lim開玩笑說: “你也許無法把指甲鉗帶到飛機上,但燃料電池可以帶上去。這將大大促進燃料電池技術的商用化?!?/P>

因為燃料電池很快能夠跟隨你到任何地方,預計銷售量會迅速增長。Frost & Sullivan公司的Bradford認為,到2012年,小型燃料電池的銷售量將達到8000萬節,用于為筆記本電腦、手機、媒體播放器及其他便攜式設備供電。2007年交付的燃料電池只有100萬節,預計到2010年會達到2500萬節。

正視缺點

雖然燃料電池擺出了準備上路的架勢,不過有幾個缺點依然存在。

MTI的Lim又說: “燃料電池適用于提供連續不斷的電力,但它們滿足不了高峰期的電力需求,大多數電子設備卻需要這種電源?!?/P>

比方說,手機開始播放流視頻時,功耗會在不到1秒鐘的時間內從2瓦增加到5瓦,但有些燃料電池的電源輸出滿足不了這項要求。因而,第一代實用燃料電池將會采用混合設計,使用小型鋰離子橋接電池(bridge battery)為這種情況提供所需的額外電源。

橋接電池的電用完后,會由燃料電池來充電,這個過程需要一段時間。而在這段時間內,設備的性能可能會受到一定影響。

解決這個問題的一個長期辦法就是,把附加電池換成儲存足夠電源的電容器,為燃料電池補充電源。就短期方案而言,索尼公司最近展示了一款混合燃料電池樣品,它還采用了小型鋰離子電池。這種燃料電池可提供穩定的3瓦電源——典型的智能電話需要這樣的電源; 按照需要,還可以由鋰離子電池來供電。

這個裝置的尺寸為1.2英寸×2英寸,大小與手機電池大致相當。它可以為手機顯示數字廣播電視不間斷供電14個小時。所用燃料只是三分之一盎司甲醇。

另一個問題就是價格。最初,燃料電池的價格會高于傳統電池。MTI的Lim說: “它們的價格要比鋰電池高,不過我們預計這種情況會迅速出現變化?!?/P>

預計價格會下降的一個原因就是,燃料電池所需的元件少于傳統電池,而且這些元件比較容易生產。另外,技術成本當然通常會隨著采用增加而下降。大約13年前首次開始廣泛應用的鋰電池就是表明這個趨勢的一個典例。

東芝公司的Collins回憶說: “早在那時,每節鋰電池的價格高達30美元?!钡湫偷墓P記本電池要使用3到9節電池。“如今,每節鋰電池的價格約為3美元。我們預計這個價格曲線會適用于燃料電池; 預計價格具有競爭力的產品會出現在消費類電子產品市場。結論就是,燃料電池的時代來到了?!?/P>

展望不遠的未來

時間飛逝到幾年后: 一名商務旅行人士搭上了飛往亞洲的航班,他帶著筆記本電腦來處理各種任務。登機前,他到機場便利店為筆記本電腦購買了可以重新裝滿甲醇的兩只貯存罐,然后放到包里面。

在長達15個小時的旅途中,他先后對演示文檔做了修改,收閱了積壓的一批電子郵件,還擬定了有關新產品的備

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