小型燃料电池实现直接与笔记本电脑连接供电

作为锂离子二次电池的"下一代"储能系统，小型燃料电池的开发活动非常活跃。现在正在进行此项开发的有东芝、NEC、卡西欧计算机、日立、美国摩托罗拉、德国Smart Fuel Cell等公司，并都计划在2004~2005年投入使用。
　　其中，东芝已开发出小型燃料电池试验品。这种燃料电池的特点是可以取代锂离子二次电池直接接入笔记本电脑并驱动电脑。它可以使用和二次电池同样的连接器。燃料电池的外观尺寸为275mm×75mm×40mm，重量为900g。使用的燃料是甲醇，燃料块的容量是50cc，可以为笔记本电脑提供5小时的电力。
　　燃料电池的内阻一般都很高。所以燃料电池一旦输出大电流，其输出电压就会降低。现在为了解决这个问题而使用了小型锂离子二次电池，用锂离子二次电池中储藏的电力应对急剧的负荷变化。锂离子二次电池还有一个重要的作用，就是在燃料电池启动前提供电力。启动燃料电池时，必须先要启动供给燃料的泵等。而且如果温度不升高，燃料电池也不能开始反应。所以在它启动前需要一分钟左右的时间。这样，在这段时间里就由锂离子二次电池给笔记本电脑提供电力。
　　燃料电池的输出电压（笔记本电脑的输入电压）为11V。用燃料电池内置的DC/DC变换器升压。燃料电池接入笔记本电脑时，笔记本电脑会把当时燃料电池的状态显示出来。如燃料电池接入信息、燃料剩余量等状态。此外，还置入了根据笔记本电脑运行情况（负荷大小）切换燃料电池运行模式的装置。当电脑负荷较轻时，控制燃料电池的发电量，以防止发电过剩。这次的试验品与现在的笔记本电脑不同，它不能以1%的刻度显示能源剩余量，而只能显示有无燃料。但是，东芝研究开发中心机械系统实验室主任菊入信孝认为："在技术上，可以让它和现在的笔记本电脑等一样显示能源的剩余量。"
　　现在的燃料电池采用了一种叫"直接提供甲醇的燃料电池"（DMFC）。这种方式不再使用从甲醇中提取氢的装置，而是直接向燃料电池盒提供甲醇。
　　这种方式的问题是，如果甲醇的浓度增高，其发电效率就会降低。但是降低浓度又会使燃料盒的外观尺寸变大。所以，本次开发产品时，把它设计成用发电时产生的水稀释高浓度（90%左右）甲醇，浓度降低3~6%后的甲醇就可以向燃料电池盒提供了。这样，小小燃料电池盒(33mm×65mm×35mm)的发电效率就提高了30%左右。