世界上有很多的意想不到。
比如電解水,可以生產氫氣和氧氣。但反過來,就沒幾個人想到,將氫氣和氧氣“按配方”合成為“水”,會產生電,后者誕生了氫燃料電池。
無論是電動剃須刀還是特斯拉電動汽車,大家都在用鋰離子電池,是因為鋰電池具備高能量密度,同時在成本、環(huán)境適應性、安全可靠性、循環(huán)壽命方面取得很好平衡。但恐怕沒人會把氫燃料電池和iPhone、Macbook 這些便攜電子設備聯(lián)系起來。
有時候,看似越不靠譜的創(chuàng)新,越能出其不意。
氫燃料電池多跟新能源汽車聯(lián)系在一起,特別是日本。美國和中國都在深挖鋰電池能量密度降低鋰電池成本,各地布局充電樁充電站,以電動汽車取代燃油機車為目標,日本人卻在雄心勃勃地建設儲氫站,尋找低成本大規(guī)模制備氫氣的方法,以氫燃料電池汽車為未來。
氫燃料對比鋰離子電池,顯而易見的不同:燃料電池是發(fā)電用的,本身可以通過燃料的反應,將燃料的化學能轉化為電能;鋰電池是儲存電用的,本身并不能釋放出電量,需要先對其充電然后才能放出電。
一個是發(fā)電機制,一個是儲電機制,所以一個需要充氫,一個需要充電。氫燃料電池自帶“發(fā)電廠”屬性,只需要添加原材料氫,所以“充電時間”時間非常短幾乎沒有;而因為是直接“燃燒原料”效率更高,而非鋰電池的二次轉化存儲有限的電量,氫燃料電池一次添加足夠氫后,放電時間遠超鋰電池。當然,氫燃料電池因為放電原理,會合成副產品“水”,雖然是徹底的環(huán)保無污染,但鋰電池在使用過程中是沒有任何副產品。
超短的“加氫”時間、超長的放電續(xù)航、完全環(huán)保無污染,氫燃料電池相比鋰電池有非常突出的優(yōu)點。
而阻止其商業(yè)潛力變現(xiàn)的原因,像氫燃料電池汽車,是氫的來源和制備,高昂的成本。阻止其運用在消費電子產品如智能手機、筆記本電腦上的原因,是充氫而非充電的機制,以及化學反應副產品——水的排出,都需要重新進行結構設計。
但是,這些難題并非無法解決。
比如英國 Intelligent Energy 公司研制出能植入手機的氫燃料電池。2014年10月,IntelligentEnergy 公司就研制出通過氫氧發(fā)生反應提供電能電池組,作用過程幾乎零污染。去年年中,Intelligent Energy 公司成功將電池組裝入iPhone以及Macbook Air 中。
Intelligent Energy 的核心技術是其研發(fā)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng),這組系統(tǒng)由燃料電池堆、空氣、燃料和控制系統(tǒng)組成。其中電池堆使用的是PEM燃料電池。PEM燃料電池具有輕巧便于攜帶等特性,可以運用在電腦等便攜式電子設備中。在使用過程中,氫氣被注入設備,與燃料電池發(fā)生化學反應產生電能。所釋放的電能能夠為手機續(xù)航長達一周。
在Intelligent Energy所展示的iPhone中,設計了小孔以便排出氫氧作用之后的水汽。而氫氣補給是通過調整過的耳機接口充入。為了便于商業(yè)擴展,目前IntelligentEnergy正在開發(fā)一種可任意使用的補充氫氣的小工具——它可以插入到手機的底部,里面包含了足夠支撐一周電量釋放的氫粉末,通過每次填充,可以反復使用。
繼Intelligent Energy之后,并未太多人知曉的以色列公司 Terragenic 專注于氫燃料電池的研發(fā)和應用,也取得了相當?shù)倪M展。
因為保密原因,Terragenic 目前的產品詳情和使用的技術細節(jié)并未披露,但他們宣稱在性能和成本上都非常給力,用途也十分多樣化。Terragenic 也正在尋求中國合作伙伴,正將它們的技術引進國內。






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