台湾新兴公司投入燃料电池开发

在环保及绿色能源发展的趋势下,燃料电池已成为各家公司开发替代能源的主流。随着便携式电子产品的推陈出新,消费者对于可靠、持久电源的需求日益迫切。

台湾胜光科技产品技术处处长Calvin Shu表示,燃料电池是一种将燃料的化学能透过电化学反应直接转化成电能的装置,只要将燃料持续供应即可源源不绝地提供电力,不会有电力中断或必须更换电池的问题,因此燃料电池像是一种发电机；与现有锂电池最大的不同在于锂电池是蓄电再放电的机制,而其本身能供应的能量受限于每次的蓄电容量,当电用毕必须重新蓄电后才能继续放电。

由于燃料电池具有高能量密度、重量轻、效率高的优势,其可提供的电力至少高于电池电力的十倍,因此欧美各国正积极投入燃料电池在便携式电子产品应用领域的研发。

图1:胜光科技采用DMFC燃料电池的笔记本电脑原型机

Calvin Shu认为,结合锂电池和直接甲醇燃料电池(DMFC)的混合式供电系统将成为未来便携式电子产品的主流。他解释说,电池供电有两种基本特性,一是能量密度、一是功率密度。由于燃料电池就好象是一台微型发电机一样,它的能量密度较高,能够长时间稳定地供电。不过,它的功率密度较低,无法支持系统开机时的高功率需求,因此仍必须藉由锂电池供电。

根据市场研究机构ABI Research的报告指出,2004至2006年将是燃料电池原型展示、产业供应链形成的阶段,2006至2008年则开始有早期采用的产品出现,包括笔记本电脑、手机等。到2008年,就将进入到DMFC燃料电池大量生产的阶段,市场开始正式起飞。ABI预测,2008年燃料电池的出货量将达到4000万个。

鉴于燃料电池的长期发展潜力,目前日本、德国、美国均积极研发DMFC技术。其中以日本最为积极,尤其在笔记本电脑方面,原型机已于2002年后陆续发布。不过,DMFC实用化最关键的瓶颈之一是高成本、低效率,如何解决DMFC的高昂成本问题并实现量产,是目前各公司研发的主要方向。

胜光科技(Antig Technology)推出一种称为“组件式(Component-like)”的DMFC解决方案。Calvin Shu解释说:“所谓‘组件式’是将燃料电池的关键材料─薄膜电极组(MEA)整合在印刷电路板(PCB)上,以模块化方式供应,同时在此PCB上内建电压控制、感应器、直流转换器、接口协议等组件。”

他强调:“我们提出了半主被动(Semi-active/passive)设计概念,解决MEA整合在PCB上的技术问题,并可提供相关的信号电路,可以让工程师轻松地抓取到所需的资料,以便了解此燃料电池的特性,并进一步可以将其设计到笔记本电脑等系统产品中。”

他指出,模块化方式可以降低工程师采用DMFC的技术门槛。“如果这是一个长期发展且潜力巨大的市场,我们必须现在就开始投入。”他说。目前该公司也已完成DMFC模块评估套件的开发,可以让对燃料电池有兴趣的工程师开始进行相关的研究。

Calvin Shu表示,2005年将是他们的准备期,预计在7月完成原型的开发,包含完整的DMFC模块电路;并与相关的业界厂商,包括印刷电路板、芯片设计、微机械组件、系统厂商等公司合作,争取2006年完成产品的认证工作。“我们并不会成为燃料电池的生产商,我们将以授权模式,提供相关的IP,协助其它公司进入这个产业。”他说。

作者: 勾淑婉