燃料電池：終端的動(dòng)力之源

編者按：伴隨著3G網(wǎng)絡(luò)在全球商用進(jìn)程的加快，3G用戶(hù)數(shù)也出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。技術(shù)上的先進(jìn)性，3G業(yè)務(wù)所具有的獨(dú)特吸引力，促使用戶(hù)越來(lái)越頻繁地使用各種多媒體業(yè)務(wù)。然而，由于視頻電話(huà)流媒體下載與播放等業(yè)務(wù)具有高耗電量的特點(diǎn)，導(dǎo)致目前3G手機(jī)的待機(jī)時(shí)間普遍要低于2G手機(jī)。人們?cè)谙硎?G所帶來(lái)的豐富多彩的多媒體業(yè)務(wù)的同時(shí)，卻不得不忍受3G終端非常有限的待機(jī)時(shí)間。目前，眾多的手機(jī)廠商，乃至運(yùn)營(yíng)商都在為打破制約3G發(fā)展的終端瓶頸而積極努力著。伴隨著業(yè)界對(duì)燃料電池研究的一步步深入，“3G終端待機(jī)時(shí)間短”這一亟須解決的重點(diǎn)問(wèn)題也有望逐步得到改善。 

　　燃料電池被業(yè)界普遍看作是未來(lái)手機(jī)電池的發(fā)展趨勢(shì)，不僅能夠有效地滿(mǎn)足3G終端高耗電量的要求，而且能夠滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于3G終端在體積上的要求。這種電池通話(huà)時(shí)間超過(guò)13小時(shí)，靜止?fàn)顟B(tài)的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月。早在1960年，業(yè)界就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)燃料電池的研究。但一直層出不窮的各種技術(shù)問(wèn)題，嚴(yán)重影響了燃料電池的市場(chǎng)化進(jìn)程。伴隨著越來(lái)越多廠商的介入和努力，燃料電池在技術(shù)上不斷得到完善。截至目前，各大手機(jī)生產(chǎn)廠商已經(jīng)推出了應(yīng)用燃料電池的手機(jī)樣機(jī)或手機(jī)配件，并且解決了其中存在的各種問(wèn)題。預(yù)計(jì)到2006年左右，首部采用燃料電池的手機(jī)將會(huì)商用。看來(lái)，采用燃料電池的手機(jī)離我們?cè)絹?lái)越近了，3G終端也有望徹底解決待機(jī)時(shí)間短這一問(wèn)題。 

　　諾基亞對(duì)于燃料電池的研究從藍(lán)牙耳機(jī)這一領(lǐng)域開(kāi)始，充分顯示了燃料電池在體積上的優(yōu)勢(shì)。目前，諾基亞研制了100臺(tái)使用燃料電池的藍(lán)牙耳機(jī)，并將這100臺(tái)耳機(jī)交于全球各地的諾基亞員工進(jìn)行試用。這批試驗(yàn)用耳機(jī)采用的是直接向燃料電池注入甲醇的“直接甲醇方式”，即通過(guò)在耳機(jī)一側(cè)的燃料盒中注入2毫升濃度為100%的甲醇來(lái)使用。它的待電時(shí)間是充電鋰離子電池藍(lán)牙耳機(jī)的3倍～4倍。一般情況下，連續(xù)待機(jī)為84小時(shí)，通話(huà)時(shí)間可以達(dá)到10.5個(gè)小時(shí)。新型燃料耳機(jī)盡管在尺寸上沒(méi)有發(fā)生變化，但諾基亞指出了燃料電池耳機(jī)的三大優(yōu)勢(shì)：當(dāng)電量耗盡時(shí)，可以立即倒入甲醇進(jìn)行充電，省去了過(guò)去費(fèi)時(shí)充電的麻煩；由于采用甲醇作為燃料，即使在沒(méi)有電源供應(yīng)的情況下依舊可以使用；耳機(jī)的樣式將不再受到電池形狀的影響。 

　　2004年5月5日，摩托羅拉在美國(guó)弗吉尼亞州舉辦的“SmallFuelCells2004”研討會(huì)上公布了正在開(kāi)發(fā)中的燃料電池進(jìn)展情況。該公司目前正在加緊開(kāi)發(fā)一種“甲醇改質(zhì)型”燃料電池，原理是從甲醇中提取氫氣作為燃料供電。摩托羅拉將這種進(jìn)行甲醇改質(zhì)和使甲醇與水發(fā)生反應(yīng)的汽化部分，與向這一部分供熱的加熱器組成的系統(tǒng)稱(chēng)之為“燃料電池處理器(FP)”。現(xiàn)在的第三代FP通過(guò)在結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，能夠達(dá)到比直接甲醇型電池高4倍～5倍的功率。 

　　在同樣的研討會(huì)上，韓國(guó)三星科技高級(jí)研究所也公開(kāi)了面向便攜終端的燃料電池開(kāi)發(fā)藍(lán)圖。針對(duì)手機(jī)等產(chǎn)品要求低耗電的特點(diǎn)，三星計(jì)劃將甲醇燃料極供料的方式由使用燃料泵主動(dòng)供料方式向以更低耗電量驅(qū)動(dòng)燃料電池的被動(dòng)供料方式過(guò)渡。該公司已經(jīng)研制完成了面向手機(jī)的燃料電池樣品，與以前公開(kāi)的部分試制樣品相比，在保持相同功率的情況下尺寸減小了一半。 

　　早在2003年9月，意法半導(dǎo)體就成功開(kāi)發(fā)出面向手機(jī)等小型便攜終端的燃料電池小型化技術(shù)。該公司近期開(kāi)發(fā)的技術(shù)可以進(jìn)一步提高燃料、觸媒和電極的接觸面積，并且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)燃料電池的小型化設(shè)計(jì)。 

　　2004年6月26日，東芝美國(guó)電子元器件公司及其母公司東芝公司公布了一款高度緊湊的直接甲醇燃料電池樣品。它小體積的優(yōu)勢(shì)將給予手持電子設(shè)備開(kāi)發(fā)商更大的設(shè)計(jì)自由。該樣品總重量?jī)H為8.5克，可以裝入移動(dòng)電話(huà)的頭戴式耳機(jī)中，但其效率卻很高，充一次2cc的高濃縮甲醇足以驅(qū)動(dòng)MP3音樂(lè)播放器工作20小時(shí)。該電池的輸出功率為100毫瓦，是目前全球最小的100毫瓦燃料電池。 

　　美國(guó)MTIMicroFuelCells則于2004年6月21日發(fā)表了面向手機(jī)等移動(dòng)終端的小型燃料電池，為“直接甲醇方式”。相應(yīng)地，美國(guó)IntermecTechnologies表示將在2004年年底上市采用了該燃料電池的便攜式無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽(RFID標(biāo)簽)讀取器，與使用鋰離子充電電池的現(xiàn)有產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)時(shí)間可延長(zhǎng)至原來(lái)的5倍。MTI同時(shí)試制了利用該燃料電池驅(qū)動(dòng)的手機(jī)和便攜式游戲機(jī)的概念機(jī)型，并進(jìn)行了實(shí)際工作演示。與使用鋰離子電池相比，驅(qū)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)可延長(zhǎng)至原來(lái)的13倍。該公司在燃料電池固體高分子電解質(zhì)膜的供給、燃料電池的生產(chǎn)及銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)等方面，分別與美國(guó)杜邦、Flextronics和GilletteDuracell合作。MTI表示，通過(guò)與Duracell合作，希望在2006年可以像購(gòu)買(mǎi)普通干電池一樣，在超市等零售市場(chǎng)上買(mǎi)到甲醇燃料盒。 

　　目前，世界各國(guó)的廠商都在全力進(jìn)行燃料電池的研制，其中大部分廠商都承諾要在2005年推出自己的成品。從以上各個(gè)公司研制的現(xiàn)狀也不難看出，使用燃料電池的手機(jī)已經(jīng)呼之欲出。需要注意的是，裝有甲醇的燃料瓶可以被放入口袋隨處攜帶，而在目前狀態(tài)下，飛機(jī)等公共運(yùn)輸機(jī)構(gòu)仍然對(duì)該物件的攜帶有所限制。因此在燃料電池的普及問(wèn)題上，如何流通、銷(xiāo)售是目前所要解決的最為關(guān)鍵的問(wèn)題。不過(guò)，目前有關(guān)各國(guó)正在一步步地采取相應(yīng)的緩和措施。