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实用燃料电池催熟未来移动设备辊刷

发布时间:2022-07-20 00:47:45 来源:慕勒五金网

实用燃料电池催熟未来移动设备

无论你是用手机通话、用媒体播放器听歌还是在笔记本电脑上进行输入,移动设备的电池使用时间十有八九不像你希望的那么长。不过,这种情况会在接下来的几年发生变化,因为旨在为移动设备供电的燃料电池开始变得普及起来。  尤其是,直接甲醇燃料电池(DMFC)使用极少量甲醇,就有望提供长达10个小时的电力供给——这是目前笔记本电脑锂电池的两到三倍。更棒的是,要是燃料电池电力耗尽了,不必寻找电源插座并等电池充好电,你可以从稍大的盒子给贮存罐重新灌装甲醇,或者只要插入装得满满的一罐甲醇。只要有甲醇能满足燃料电池的需求,你就可以长时间地使用移动设备。

在过去的十年里,燃料电池似乎离诱人的商用化近在咫尺,但它们从来没有真正投入市场。现在燃料电池终于开始准备到位; 几大传统电池、燃料电池和移动设备生产商表示,2009年将迎来燃料电池时代。

告别传统电池

MTI小型燃料电池公司的首席执行官Peng Lim解释: “人们的长期梦想就是,凡是使用电池的地方都可以用燃料电池来取代。”总部设在纽约州阿尔巴尼的MTI公司在研制用于为移动设备供电的内置和外置燃料电池。

市场调研公司Frost & Sullivan Ltd.能源和电源系统部门的首席顾问Sara Bradford说: “现在已经开始逐渐向燃料电池迁移,但不会在一夜之间完成。”他强调,第一款外置燃料电池电源组刚刚上市。

比方说,Medis 24-7电源组可提供高达5.5伏的纯净电源。它售价30美元,可为手机供电大约30个小时,或者为媒体播放器供电60个小时。此外,你只需要售价20美元的燃料贮存罐——有了这个燃料贮存罐,可以多持续60个小时。

该系统并不是被设计为移动设备的主要电源,而是作为后备电池以应对紧急情况,或者如果用户长时间找不到电源插座时应急。而且其重量有6.5盎司,与智能电话一样重。Medis的系统目前是外置附件,下一步是内置到移动设备中的可重新灌装的燃料电池。

东芝美国电子元件公司的业务开发副总裁Sean Collins说: “明年,预计会出现使用燃料电池选件的智能电话。”虽然技术和营销方面的细节还没有敲定,不过Collins补充说,几家电话生产商现期望销售既使用传统电池、又使用可选燃料电池的产品,两种电池装在同一个地方。

电子被引导到带负电荷的阳极,为设备供电; 氢离子在一层特定的薄膜上流过,与氧结合生成少量水蒸气。东芝公司的Collins解释: “这层薄膜就是燃料电池的秘密所在。”

这层薄膜把甲醇储存在燃料电池的一侧,同时允许氢离子通过; 但如今最好的薄膜也存在部分甲醇泄漏的问题。Collins说: “这项技术会不断发展及完善,将来会出现更高效的燃料电池。”改善工作已经开始: 麻省理工学院(MIT)的一研究部门正在调整标准薄膜的分子表面。通过把泄漏的甲醇数量减少100倍,又不影响氢离子的流动,燃料电池的电源输出将增加50%。不过这项技术可能需要五年时间才能应用到商用燃料电池中。

广阔的应用前景

放眼更长远的未来,燃料电池技术对马路勇士们来说确实很有吸引力: 移动设备为燃料电池而设计,它们也完全由燃料电池供电。Collins解释: “三五年后,完全靠燃料电池供电的设备将会上市。”

除了改进技术外,有望促进燃料电池采用的另一个因素就是美国联邦航空局(FAA)。如今,燃料电池和甲醇完全被禁止带到飞机上; 不过这种情况会在10月份出现变化,到时联邦航空局会允许旅行人士把燃料电池带到飞机上,还可以携带两罐甲醇。

MTI的Lim开玩笑说: “你也许无法把指甲钳带到飞机上,但燃料电池可以带上去。这将大大促进燃料电池技术的商用化。”

因为燃料电池很快能够跟随你到任何地方,预计销售量会迅速增长。Frost & Sullivan公司的Bradford认为,到2012年,小型燃料电池的销售量将达到8000万节,用于为笔记本电脑、手机、媒体播放器及其他便携式设备供电。2007年交付的燃料电池只有100万节,预计到2010年会达到2500万节。

正视缺点

虽然燃料电池摆出了准备上路的架势,不过有几个缺点依然存在。

MTI的Lim又说: “燃料电池适用于提供连续不断的电力,但它们满足不了高峰期的电力需求,大多数电子设备却需要这种电源。”

比方说,手机开始播放流视频时,功耗会在不到1秒钟的时间内从2瓦增加到5瓦,但有些燃料电池的电源输出满足不了这项要求。因而,第一代实用燃料电池将会采用混合设计,使用小型锂离子桥接电池(bridge battery)为这种情况提供所需的额外电源。

桥接电池的电用完后,会由燃料电池来充电,这个过程需要一段时间。而在这段时间内,设备的性能可能会受到一定影响。

解决这个问题的一个长期办法就是,把附加电池换成储存足够电源的电容器,为燃料电池补充电源。就短期方案而言,索尼公司最近展示了一款混合燃料电池样品,它还采用了小型锂离子电池。这种燃料电池可提供稳定的3瓦电源——典型的智能电话需要这样的电源; 按照需要,还可以由锂离子电池来供电。

这个装置的尺寸为1.2英寸×2英寸,大小与手机电池大致相当。它可以为手机显示数字广播电视不间断供电14个小时。所用燃料只是三分之一盎司甲醇。

另一个问题就是价格。最初,燃料电池的价格会高于传统电池。MTI的Lim说: “它们的价格要比锂电池高,不过我们预计这种情况会迅速出现变化。”

预计价格会下降的一个原因就是,燃料电池所需的元件少于传统电池,而且这些元件比较容易生产。另外,技术成本当然通常会随着采用增加而下降。大约13年前首次开始广泛应用的锂电池就是表明这个趋势的一个典例。

东芝公司的Collins回忆说: “早在那时,每节锂电池的价格高达30美元。”典型的笔记本电池要使用3到9节电池。“如今,每节锂电池的价格约为3美元。我们预计这个价格曲线会适用于燃料电池; 预计价格具有竞争力的产品会出现在消费类电子产品市场。结论就是,燃料电池的时代来到了。”

展望不远的未来

时间飞逝到几年后: 一名商务旅行人士搭上了飞往亚洲的航班,他带着笔记本电脑来处理各种任务。登机前,他到机场便利店为笔记本电脑购买了可以重新装满甲醇的两只贮存罐,然后放到包里面。

在长达15个小时的旅途中,他先后对演示文档做了修改,收阅了积压的一批电子邮件,还拟定了有关新产品的备忘录。他坐下来准备观看一两部DVD,这时笔记本电脑出现警告信号,提示燃料电池电量不足。他换上了新的甲醇贮存罐后,就可以在接下来的旅途中顺畅无阻地长时间观看电影。

Frost & Sullivan公司的Bradford说: “十年后,我们可能回过头来,想自己怎么会忍受使用锂电池。”

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