燃料电池：下一代移动设备电源

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1、燃料电池：下一代移动设备电源

2、第1图1一个DMFC样机能轻松的驱动便携式个人数字助理(PDA)。会出现耗电尖峰的装置，必须由燃料电池和储能装置的组合来供电。500)this.style.ouseg(this)">图2硅材料内部一条沟道的截面图，该图表明，沟道内层是海绵状的多孔硅，它含有燃料电池的催化剂，化学反应在该层进行。500)this.style.ouseg(this)">图3在一个衬底上制作燃料电池并将其串连起来可以简化制造工艺，并减小电池尺寸、在这一名片大小的器件中，衬底上的小孔增加了垂直电池单元面积。500)thi

3、s.style.ouseg(this)">图4一个DMFC需要使用多孔状电极和一个扩散层，后者的作用是让燃料接触催化剂，使反应产物散逸，并让电子移动到电极而氢离子移动到薄膜上。大多数开发公司预计，最早的DMFC应用将在小型化装置中实现，如军用品或必须长时间脱开电力线而工作的设备。军品研究者力图减少士兵所负荷的重量，燃料电池是一种有吸引力的电池替代品或补充物。DMFC能以比电池轻的重量发出大量的能量，但需要换气，以收集氧气和释放水汽。很多DMFC设计需要小风扇和泵来移送气体及液体，因此其运行经常发出噪声，而且到目前为止，很难用

4、于水下或隐蔽使用的场合。由于第一代DMFC的市场将由军工工程师、技术方面的狂热爱好者和早期用户来支撑，这些电源将变得更小、效率更高而且价格更低。DMFC最终将进入主流市场，不过就目前而言，它们的能量密度还不足以与标准的锂离子电池相比。消费类产品电源消费类市场确实需要DMFC电源。接收电视广播的流行款式，只能工作约一个小时，因此，如果厂商能提供实用的、廉价的DMFC，消费者就会购买。可重新添加燃料的DMFC能让一个电视几乎无限期的工作下去。MTIMicroFuelCells公司的董事长兼CEOBillAcker估计，一加仑(3

5、.8升)甲醇能驱动一个普通工作约10年。大多数DMFC供应商计划通过混合式电源来闯入市场，就是将燃料电池和储能装置(如超级电容或电池)组合，至少以之作为起步。DMFC在恒定负载条件下运行情况最好，因此在一个混合式电源中，燃料电池将提供恒定的功率，而*电容或电池来满足峰值功率方面的要求。“如果装置消耗的平均功率为0.5FC供电的商业化产品将比电池供电的产品贵10%~20%，但依然有良好的市场前景。DirectMethanolFuelCell公司的CEODr.CarlKukkonen对能源的成本进行了分析。“一台3000美元的汽

6、车引擎可产生约100kFC的价格要低得多—1000美元/kFC的“潜力”。“甲醇的总能量容量为5,000FC市场开发经理DaveReichert说。“因为当谈论能量‘密度’时，同时必须把物理设备考虑进去—电池单元、燃料盒和容器中的其它东西。”2004年末或2005年初，有望出现能产生200FC系统。“这一量值在目前锂离子电池的输出范围中只居于较低的水平，”Reichert说。“但这个量值只代表了市场上最早出现产品的水平。我们将会制成1000~1200FC系统。锂离子电池的理论极限约为600FC可以提供的功率密度将是其两倍。”

7、“人们需要便携式设备时，他们会为这种方便性而付出额外的费用，消费者不会因为笔记本电脑比台式机便宜而购买它，他们之所以购买，是因为它方便携带。DMFC让他们能摆脱电力网络的束缚。”燃料电池的发热问题“设计者也需要考虑发热问题，”Motorola实验室的能源技术主管JerryHallmark介绍。“如果燃料电池效率为25%，而需要20FC或者混合式电源来替换电池。不过，他们可以用DMFC作为充电器或者独立电源。DMFC对燃料的处置本身亦是工程上的一项挑战：将甲醇分发给用户而且要确保用户能安全的处理这些燃料。人们在更换喷墨或激光打

8、印原料盒时，并不需要将墨水或颜料摇匀，甲醇的预包装也应该具有同样的优点。为了帮助DMFC进行市场开拓，并确保甲醇采用方便易用的包装而实现有效的销售，许多DMFC厂商与Gillette和BIC之类的公司建立了联系。但是目前在便利商店的货架上还是找不到甲醇燃料盒的。甲醇必须能带上飞机甲醇的使用面临另一个障碍：安全方面的法规。如今，消费者尚不能将甲醇带上商业航班，因为没有任何标准对消费者携带这种燃料进行管理。但在未来18~24个月中，这一情况将发生改变。(锂离子电池在可以带上商用飞机前，也不得不经历了相似的认证流程。国际电子技术委

9、员会和Underl~600ml的密封甲醇。Reichert指出供应商将能设计出足以通过国际组织制定的安全标准的包装盒。包装通过了跌落、压力和其他测试后，它们盛装的易燃性甲醇本身就是安全的了。在大多数情况下，消费者将使用一次性的、不可私自重新灌注的密封盒。一个自闭阀将能防止甲醇的泼洒。崭露头