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3C绿色能源:甲醇燃料动力电池

2021-06-23   点击量:351

3C绿色能源:甲醇燃料动力电池


一般3C产品用的锂离子电池,其每年蓄电量上升值,已追赶不上功能不断新增的移动装置对电源的需求量。


而众燃料动力电池中,最适合3C可携式微小型系统者,就属直接甲醇燃料动力电池最具发展潜力。直接甲醇燃料动力电池以甲醇为燃料,体积能量密度为液态氢3~4倍,属于低温型,操作温度在摄氏80度,除具备能在室温下运作的优点外,亦有体积小、重量轻…等优点。另外无污染、成本低、取得容易,储存与运送都比氢气来得安全。
另外直接甲醇燃料动力电池的高能量密度,理论值能量密度高达4,780Wh/L,相当于锂离子电池10倍,目前技术上可做到3~5倍水平。使用时间为锂离子电池2倍以上;供电及待机时间长特性,适合应用于手提计算机、移动电话、数码相机与pDA…等移动装置。跟锂离子电池要花数小时进行充电特性相较,小型燃料动力电池可真正做到无须充电、移动性更佳,让消费者可享受到更持久的电源服务。
小型燃料动力电池初期重要锁定在汽车产业应用,以减少二氧化碳排放,包括日本、美国、欧盟…等国家,都在发展无环境污染的甲醇燃料电动汽车。近年则把焦点转向可携式电子产品如手机、笔记本电脑中,取代锂离子电池应用。
东芝和日本电气,已经开发出以燃料动力电池发电的笔记本电脑原型,索尼、日立和三星…等公司,都积极地研发微燃料动力电池技术。美国市场研究机构ABIResearch,针对小型燃料动力电池产业前景调查报告中预测,2012年全球将有13.5%笔记本电脑电源,使用小型燃料动力电池,预计2012年全球超小型燃料动力电池,出货量将达到1.2亿个。
Toshiba运用甲醇燃料动力电池于pMp装置上,能够播放电影长达10小时
直接甲醇燃料动力电池
直接甲醇燃料动力电池(DirectMEthanolFuelCell;DMFC)的能源密度可超过1,000Wh/kg,为日后高效能可携式产品延长供电最佳解决方法。其系统组成可分成4大部分,其1为由数片FuelCell堆叠成Stack的燃料动力电池本体,其2为电能控制系统,包含电力转换、能源管理控制、湿度控制、负载控制组件…等;其3为燃料供应与水、热管理组件…等周边设备,重要构成组件包括:负责甲醇燃料输送的pump、和Fan、Blower及监控甲醇浓度的传感器,其4为燃料供应系统,包括甲醇燃料罐及纯水罐。
燃料动力电池也可打造成1个简易使用的电池模块
为因应可携式产品应用,直接甲醇燃料动力电池(DMFC)还可细分为主动式直接甲醇燃料动力电池与被动式直接甲醇燃料动力电池2种。早期开发多集中在主动式DMFC,但由于甲醇水溶液的循环系统较为复杂,体积重量不易缩减,被动式DMFC也渐被重视。
比较2种优/缺点,主动式的燃料动力电池利用复杂的BOp和EMS系统严格地管理与控制,整体效能高,相对成本也就非常昂贵;至于被动式的燃料动力电池系统,重要利用毛细原理及重力运作,无法像主动式模式,彻底发挥燃料动力电池的发电特性,因此效能较差,但价格比主动式便宜许多。而就产品目前市场应用来看,用于10W以上的3C电子产品,多采用为主动式DMFC;低功率产品则是采用被动式DMFC架构。
就小型燃料动力电池3C市场应用趋势而言,将以应用于NB市场的渗透率最高,日本目前仍是3C用燃料动力电池的重要产出国家,尤其在100W以下、3C应用的小型燃料动力电池技术。胜光科技、南亚电路板、新普科技、大同世界科技、台达电…等国内公司,也积极参与小型燃料动力电池研发。

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钜大特种电池工程研究院

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