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燃料电池:新技术浪潮的助推器
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询问大多数移动电话用户手机的最大缺陷是什么,一般都会听到类似的答案,首先是使用中掉线,其次就是电池使用时间太短。
随着卫星和移动基站建设的日新月异,移动通信的覆盖地区越来越广,盲区越来越少,通话中掉线的现象正在显著减少。而第二个缺陷的解决就困难多了,手机为了满足人们的需求越来越袖珍化,手机电池也越做越小。而电池体减小就意味着必须经常充电;并且手机正朝着个人手持数字助理的方向演变,逐渐融合了网络访问、电子邮件功能等多种功能,功能多元化与电池供电能力的矛盾更显尖锐。
值得庆幸的是,近日有报道说,科学家在便携式燃料电池的研究上取得了可喜的进展,他们的成功有可能引发一场新的移动通信革命。
所谓燃料电池,是靠从氢燃料中分离出电子,再通过电极和电路将它们输送给氧进行化学反应来产生能量。传统的燃料电池是将一层层的金属板机械叠加,需要泵的推动。体积大,成本高,除了太空旅行,并不适用于其它场合。
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家罗伯特·霍卡代长期以来对燃料电池的研究有着浓厚的兴趣,他在洛斯阿拉莫斯工作期间一直利用业余时间和假期在自己家中的地下室从事研究,颇有收获,只是苦于没有充足的资金保证研究的进一步深入。去年,一次偶然的机会,他认识了科学曼哈顿公司的总裁兼首席执行官马文·马斯洛。两人一见如故,促膝长谈。霍卡代终于以自己的决心和一种潜在的企业家的气质打动了马斯洛。4个月后,把人看作是技术进步的决定因素的马斯洛向霍卡代提供了100万美元的研究资金,帮助他创立了一家公司,一心一意地从事燃料电池的研究。作为交换条件,科学曼哈顿公司将获得使用他发明的技术的权利。
经过紧张的研究,霍卡代领导的研究小组在去年12月终于取得了实验的首次成功,他们发明的燃料电池使一部移动电话工作了整整24个小时。霍卡代设计的燃料电池采用蚀刻有许多小孔的超薄塑料薄膜作为表面催化电极的基层,然后用类似电脑芯片的生产方法将多个燃料电池组合在一块薄膜上,电池所使用的燃料是一种由水和甲醇合成的混合物。现在已经拥有了两项燃料电池专利的霍卡代说:“这种技术证明是完全可行的。下面的问题是如何提高电池的电力。”。
需要指出的是,霍卡代研究目的的并不是要取代现在的电池。相反,他是要解决现在的电池存在的缺陷。为此,他设计了一款内置了燃料电池的皮套,利用它为目前手机上广泛使用的锂电池提供能源。他说,经过这样的处理,手机的通话时间可延长到100个小时,待机时间延长到40天。这种能显著提高手机电池电力的皮套在设计时充分考虑到现在手机的流行款式,体积十分小巧,可别在腰带上。
燃料电池也越来越引起汽车工业等其他产业的注意。许多大牌汽车厂商,如福特公司和戴姆勒-克莱斯勒公司,最近都在燃料电池技术开发方面作出了投资。另据报道,1998年,美国纽约市拉萨姆公司的研究人员还用燃料电池为一所房屋提供能源供应。《科学美国》也曾报道说,德国的弗劳恩太阳能系统研究所与西门子电脑公司合作开发出了一款适用于笔记本电脑的原型燃料电池。美国前能源部长佩那去年在接受《纽约时报》的采访时更是预测,燃料电池进入家庭、汽车和其它领域的步伐将比人们想象的要快得多。
科学曼哈顿公司也希望霍卡代能够将他发明的燃料电池与其它普通电池集成在一起,为从笔记本电脑到个人数字助理的各种便携式电子设备提供能量供应。马斯洛说:“我们认为燃料电池技术在影响美国人使用电子和电气产品的方式上起到十分重要的作用。”霍卡代也说:现在的电子设备只有从固定的地方(供电线路)获得它所需要的能源,就像植物只有通过光合作用获得能源一样。未来的电子产品将真正实现移动,人可以将能源携带在身上带到任何一个地方。换言之,电子产品获得能量的方式将发生革命性的改变。
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