燃料電池：終端的動力之源

編者按：伴隨著3G網絡在全球商用進程的加快，3G用戶數也出現了大幅增長。技術上的先進性，3G業務所具有的獨特吸引力，促使用戶越來越頻繁地使用各種多媒體業務。然而，由于視頻電話流媒體下載與播放等業務具有高耗電量的特點，導致目前3G手機的待機時間普遍要低于2G手機。人們在享受3G所帶來的豐富多彩的多媒體業務的同時，卻不得不忍受3G終端非常有限的待機時間。目前，眾多的手機廠商，乃至運營商都在為打破制約3G發展的終端瓶頸而積極努力著。伴隨著業界對燃料電池研究的一步步深入，“3G終端待機時間短”這一亟須解決的重點問題也有望逐步得到改善。 

　　燃料電池被業界普遍看作是未來手機電池的發展趨勢，不僅能夠有效地滿足3G終端高耗電量的要求，而且能夠滿足用戶對于3G終端在體積上的要求。這種電池通話時間超過13小時，靜止狀態的待機時間可長達1個月。早在1960年，業界就已經開始了對燃料電池的研究。但一直層出不窮的各種技術問題，嚴重影響了燃料電池的市場化進程。伴隨著越來越多廠商的介入和努力，燃料電池在技術上不斷得到完善。截至目前，各大手機生產廠商已經推出了應用燃料電池的手機樣機或手機配件，并且解決了其中存在的各種問題。預計到2006年左右，首部采用燃料電池的手機將會商用。看來，采用燃料電池的手機離我們越來越近了，3G終端也有望徹底解決待機時間短這一問題。 

　　諾基亞對于燃料電池的研究從藍牙耳機這一領域開始，充分顯示了燃料電池在體積上的優勢。目前，諾基亞研制了100臺使用燃料電池的藍牙耳機，并將這100臺耳機交于全球各地的諾基亞員工進行試用。這批試驗用耳機采用的是直接向燃料電池注入甲醇的“直接甲醇方式”，即通過在耳機一側的燃料盒中注入2毫升濃度為100%的甲醇來使用。它的待電時間是充電鋰離子電池藍牙耳機的3倍～4倍。一般情況下，連續待機為84小時，通話時間可以達到10.5個小時。新型燃料耳機盡管在尺寸上沒有發生變化，但諾基亞指出了燃料電池耳機的三大優勢：當電量耗盡時，可以立即倒入甲醇進行充電，省去了過去費時充電的麻煩；由于采用甲醇作為燃料，即使在沒有電源供應的情況下依舊可以使用；耳機的樣式將不再受到電池形狀的影響。 

　　2004年5月5日，摩托羅拉在美國弗吉尼亞州舉辦的“SmallFuelCells2004”研討會上公布了正在開發中的燃料電池進展情況。該公司目前正在加緊開發一種“甲醇改質型”燃料電池，原理是從甲醇中提取氫氣作為燃料供電。摩托羅拉將這種進行甲醇改質和使甲醇與水發生反應的汽化部分，與向這一部分供熱的加熱器組成的系統稱之為“燃料電池處理器(FP)”。現在的第三代FP通過在結構上的改進，能夠達到比直接甲醇型電池高4倍～5倍的功率。 

　　在同樣的研討會上，韓國三星科技高級研究所也公開了面向便攜終端的燃料電池開發藍圖。針對手機等產品要求低耗電的特點，三星計劃將甲醇燃料極供料的方式由使用燃料泵主動供料方式向以更低耗電量驅動燃料電池的被動供料方式過渡。該公司已經研制完成了面向手機的燃料電池樣品，與以前公開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，意法半導體就成功開發出面向手機等小型便攜終端的燃料電池小型化技術。該公司近期開發的技術可以進一步提高燃料、觸媒和電極的接觸面積，并且能夠進一步實現燃料電池的小型化設計。 

　　2004年6月26日，東芝美國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。它小體積的優勢將給予手持電子設備開發商更大的設計自由。該樣品總重量僅為8.5克，可以裝入移動電話的頭戴式耳機中，但其效率卻很高，充一次2cc的高濃縮甲醇足以驅動MP3音樂播放器工作20小時。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MTIMicroFuelCells則于2004年6月21日發表了面向手機等移動終端的小型燃料電池，為“直接甲醇方式”。相應地，美國IntermecTechnologies表示將在2004年年底上市采用了該燃料電池的便攜式無線標簽(RFID標簽)讀取器，與使用鋰離子充電電池的現有產品相比，新產品的驅動時間可延長至原來的5倍。MTI同時試制了利用該燃料電池驅動的手機和便攜式游戲機的概念機型，并進行了實際工作演示。與使用鋰離子電池相比，驅動時間最長可延長至原來的13倍。該公司在燃料電池固體高分子電解質膜的供給、燃料電池的生產及銷售網絡等方面，分別與美國杜邦、Flextronics和GilletteDuracell合作。MTI表示，通過與Duracell合作，希望在2006年可以像購買普通干電池一樣，在超市等零售市場上買到甲醇燃料盒。 

　　目前，世界各國的廠商都在全力進行燃料電池的研制，其中大部分廠商都承諾要在2005年推出自己的成品。從以上各個公司研制的現狀也不難看出，使用燃料電池的手機已經呼之欲出。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，而在目前狀態下，飛機等公共運輸機構仍然對該物件的攜帶有所限制。因此在燃料電池的普及問題上，如何流通、銷售是目前所要解決的最為關鍵的問題。不過，目前有關各國正在一步步地采取相應的緩和措施。