燃料电池概述

虽然自上世纪 60 年代以来燃料电池就应用于诸如太空探索等特殊领域，但是成本和尺寸因素却将其排除在众多的商用产品之外。然而，自上世纪 90 年代起的诸多研究成果表明燃料电池成为主流技术的愿景已得到实现。本文讲述了技术完善和市场驱动力的融合是如何使便携式电子产品成为燃料电池首个潜在的规模市场。

燃料电池是一种将燃料的化学能转化为电能并以此驱动电子负载。与有限储能的电池比较，只要有燃料供应燃料电池就能不断地提供电能。已有许多工作在不同温度和使用不同燃料的燃料电池问世，如氢、甲醇、乙醇和其他等类型的燃料电池。相对其他发电方式，燃料电池具有清洁、低噪和高效的特点，其系统的输出功率范围可以从几瓦到上百万瓦。这就使得燃料电池能适用于多种应用。

甲醇燃料电池

虽然氢燃料电池具有输出功率高和辐射低的优点，但其最大的缺点是其低能量密度(每单位容量的储能数量)。直接甲醇燃料电池(DMFC)也是一种燃料电池，它使用甲醇作为燃料。甲醇是一种低成本的液体，具有运输和储存方便的优点。因此，几家公司已公开声明了各自的DMFC开发计划，从而加速了DMFC的商业化。基于这个原因，DMFC这种将被便携式市场所采用的技术将是本文所要评述的。图1所示的是一个通用类型的DMFC反应原理图。

潜在市场和技术

采用燃料电池的三大主要市场如表1所示。

影响因素

各个市场中的采用情况可以利用以下六个因素进行分析，它们分别是：

1.满意度：终端用户是否对使用现有技术感到满意？

2.市场驱动力：市场变化速度如何？

3.成本与目标：在相同成本的基础上，燃料电池与其他技术比较会怎样？

4.耐用性与目标：燃料电池具备应用所要求耐用性？

5.监管环境：有监管障碍吗？

6.燃料基础设施：是否已经存在？若不存在，该如何去开发？

图1：DMFC 工作原理

表1：发电装置市场情况。

用户满意度

使用该技术的终端用户会否觉得不满意呢？另外，如果新技术出现，OEM厂商能够投放新产品吗？如果能解决上述问题，那么这些因素将成为燃料电池改变现有市场格局的良好催化剂。在固定发电应用场合，多数用户对燃料电池的电能效用的可靠性和品质似乎比较满意。即使现有基础设施中出现大规模改造，但这些效用本身通常是无需更改的。针对汽车应用，尽管多数汽车用户意识到全球变暖的影响及饱受油价上涨之苦，但他们已习惯了汽油的模式；由于现在汽车能安全便捷地载他们到想去之地，因此他们并不特别急切地要使用燃料电池。这与便携式设备市场对燃料电池的需求形成极大反差。

预期需求(Run Time Gap)

近几年，用户经历了包括笔记本电脑、手机和MP3播放器在内的便携设备的普及。OEM厂商在日渐小型化的产品中添加了更多功能，致使具备高能量密度的锂电池越来越多地被使用。然而，由于锂电池性能已接近极限，这就束缚了便携式设备的规格。因此，OEM厂商不得不放缓新功能产品(如游戏机、高清显示屏)的投市步伐。对众多终端用户而言，现有设备中锂电池的运行时间都比期望的时间短很多，更不要说用户渴望的更高端功能产品了。如果燃料电池能极大地超越现有电池性能，则现存这种预期需求将为燃料电池在便携市场中的采用提供强有力的市场驱动力。

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