能植入iPhone的“非主流”氢燃料电池,充电1分钟就能续航整周

摘要: 氢燃料电池相比锂电池有非常突出的优点。而阻止其商业潜力变现的原因,是充氢而非充电的机制,以及化学反应副产品—水的排出,都需要重新进行结构设计。但是,这些难题并非无法解决。

世界上有很多的意想不到。

比如电解水,可以生产氢气和氧气。但反过来,就没几个人想到,将氢气和氧气“按配方”合成为“水”,会产生电,后者诞生了氢燃料电池。

无论是电动剃须刀还是特斯拉电动汽车,大家都在用锂离子电池,是因为锂电池具备高能量密度,同时在成本、环境适应性、安全可靠性、循环寿命方面取得很好平衡。但恐怕没人会把氢燃料电池和iPhone、Macbook 这些便携电子设备联系起来。

有时候,看似越不靠谱的创新,越能出其不意。

氢燃料电池多跟新能源汽车联系在一起,特别是日本。美国和中国都在深挖锂电池能量密度降低锂电池成本,各地布局充电桩充电站,以电动汽车取代燃油机车为目标,日本人却在雄心勃勃地建设储氢站,寻找低成本大规模制备氢气的方法,以氢燃料电池汽车为未来。

氢燃料对比锂离子电池,显而易见的不同:燃料电池是发电用的,本身可以通过燃料的反应,将燃料的化学能转化为电能;锂电池是储存电用的,本身并不能释放出电量,需要先对其充电然后才能放出电。

一个是发电机制,一个是储电机制,所以一个需要充氢,一个需要充电。氢燃料电池自带“发电厂”属性,只需要添加原材料氢,所以“充电时间”时间非常短几乎没有;而因为是直接“燃烧原料”效率更高,而非锂电池的二次转化存储有限的电量,氢燃料电池一次添加足够氢后,放电时间远超锂电池。当然,氢燃料电池因为放电原理,会合成副产品“水”,虽然是彻底的环保无污染,但锂电池在使用过程中是没有任何副产品。

超短的“加氢”时间、超长的放电续航、完全环保无污染,氢燃料电池相比锂电池有非常突出的优点。

而阻止其商业潜力变现的原因,像氢燃料电池汽车,是氢的来源和制备,高昂的成本。阻止其运用在消费电子产品如智能手机、笔记本电脑上的原因,是充氢而非充电的机制,以及化学反应副产品——水的排出,都需要重新进行结构设计。

但是,这些难题并非无法解决。

比如英国 Intelligent Energy 公司研制出能植入手机的氢燃料电池。2014年10月,IntelligentEnergy 公司就研制出通过氢氧发生反应提供电能电池组,作用过程几乎零污染。去年年中,Intelligent Energy 公司成功将电池组装入iPhone以及Macbook  Air 中。

Intelligent Energy 的核心技术是其研发的燃料电池发电系统,这组系统由燃料电池堆、空气、燃料和控制系统组成。其中电池堆使用的是PEM燃料电池。PEM燃料电池具有轻巧便于携带等特性,可以运用在电脑等便携式电子设备中。在使用过程中,氢气被注入设备,与燃料电池发生化学反应产生电能。所释放的电能能够为手机续航长达一周。

在Intelligent Energy所展示的iPhone中,设计了小孔以便排出氢氧作用之后的水汽。而氢气补给是通过调整过的耳机接口充入。为了便于商业扩展,目前IntelligentEnergy正在开发一种可任意使用的补充氢气的小工具——它可以插入到手机的底部,里面包含了足够支撑一周电量释放的氢粉末,通过每次填充,可以反复使用。 

继Intelligent Energy之后,并未太多人知晓的以色列公司 Terragenic 专注于氢燃料电池的研发和应用,也取得了相当的进展。

因为保密原因,Terragenic 目前的产品详情和使用的技术细节并未披露,但他们宣称在性能和成本上都非常给力,用途也十分多样化。Terragenic 也正在寻求中国合作伙伴,正将它们的技术引进国内。

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杨青山JeffHill
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