蘋果為什么開發(fā)燃料電池技術(shù)？

看到媒體報(bào)道稱，蘋果正在與英國(guó)燃料能源廠商 Intelligent Energy 進(jìn)行合作，為未來的蘋果設(shè)備——主要是 MacBook 筆記本電腦和 iPad 開發(fā)適用的燃料電池。這種電池能大幅提升電池的續(xù)航時(shí)間嗎?英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)導(dǎo)了這條消息，并聲稱已經(jīng)有多名業(yè)界人士證實(shí)了蘋果和 Intelligent Energy 之間的合作關(guān)系。

其實(shí)早在2011年12月，已經(jīng)有報(bào)道稱蘋果正在涉足這項(xiàng)新的電池技術(shù)。當(dāng)時(shí)蘋果向美國(guó)專利與商標(biāo)局申請(qǐng)了兩項(xiàng)燃料電池專利。蘋果在專利申請(qǐng)中表示，將會(huì)在更輕、更小的新型筆記本電腦中使用燃料電池。蘋果認(rèn)為，燃料電池以及附帶的燃料可以帶來極高的能量密度，在不添加燃料的情況下能支持便攜式電子設(shè)備數(shù)天甚至數(shù)周時(shí)間。

那么燃料電池技術(shù)究竟是什么技術(shù)，真有蘋果所聲稱的那么神奇嗎?

一、燃料電池的原理

燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。其原理是一種電化學(xué)裝置，組成與一般電池相同。單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。

其實(shí)燃料電池的概念早在1839年就已經(jīng)提出，但是直到20世紀(jì)50年代才有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，上世紀(jì) 60年代，這種電池成功地應(yīng)用于阿波羅登月飛船。從60年代開始，氫氧燃料電池廣泛應(yīng)用于宇航領(lǐng)域，目前在汽車領(lǐng)域已有應(yīng)用，不過在消費(fèi)電子領(lǐng)域，還屬于一項(xiàng)比較新的電池技術(shù)。

智能手機(jī)普及以來，電池續(xù)航能力成為一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)制約因素，日本智能手機(jī)用戶服務(wù)公司FixYa一項(xiàng)關(guān)于 iPhone缺點(diǎn)的調(diào)查顯示，排名第一的就是電池續(xù)航時(shí)間短，比例高達(dá)35%。手機(jī)電池續(xù)航能力無法發(fā)生質(zhì)變的原因在于只能仰仗于鋰離子電池的發(fā)展，而鋰電池的提升速度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上智能手機(jī)對(duì)電池的需求增長(zhǎng)速度。作為智能手機(jī)的開創(chuàng)者，蘋果需要借助燃料電池技術(shù)來解決這一難題。

二、燃料電池的特點(diǎn)

燃料電池具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。

燃料電池是通過燃料與氧化劑的化學(xué)反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，沒有中間的能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，因而這種發(fā)電方式能量轉(zhuǎn)化效率可高達(dá)50%。其所使用的燃料，既可是天然氣、煤氣和液化燃料，也可以是甲醇、沼氣乃至木柴?？筛鶕?jù)不同地區(qū)的具體情況，選用不同的燃料用于燃料電池的發(fā)電系統(tǒng)。用天然氣和煤氣等為燃料時(shí)，污染物排出量少，對(duì)環(huán)境更友好。

這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用與消費(fèi)電子領(lǐng)域主要的挑戰(zhàn)是便攜性和成本。據(jù)媒體報(bào)道，蘋果申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，通過讓燃料電池與可充電電池協(xié)同工作，使燃料電池系統(tǒng)沒有必要集成龐大而很重的電池，從而明顯減小燃料電池系統(tǒng)的尺寸、重量和成本。

三、應(yīng)用于蘋果設(shè)備還需要時(shí)間

與蘋果合作的燃料電池公司Intelligent Energy擁有消費(fèi)者業(yè)務(wù)，其公司網(wǎng)站稱，可根據(jù)客戶的要求度身定做電池，為各種設(shè)備包括筆記本電腦和手機(jī)等提供支持。

去年，Intelligent Energy公司從一家電池公司那里購(gòu)買了很多專利，以幫助其生產(chǎn)移動(dòng)燃料電池。這些專利是與蘋果聯(lián)合購(gòu)買的?，F(xiàn)在，Intelligent Energy公司需要做的事情就是縮小其電池的尺寸，以便安裝于智能移動(dòng)終端上。

不過燃料電池要真正進(jìn)入蘋果的設(shè)備中可能還需要數(shù)年的時(shí)間。其他廠商也在嘗試使用無線充電技術(shù)、Wi-Fi信號(hào)充電技術(shù)等新技術(shù)來解決充電難題，不過目前均未取得理想效果。