鉅大LARGE | 點擊量：376次 | 2022年09月03日
采用丁烷燃料動力鋰電池的USB移動電源系統
毫無疑問的是，移動電子設備已經徹底地改變了我們的日常生活。配備了藍牙和WiFi的智能手機和筆記本，亦能供應夢想中十年或二十年前的移動計算能力——只是受制于電池技術的發展，它們的續航時間終究有限。盡管燃料動力電池技術已經提出了十年有余，但是用于便攜式電源的解決方法的話，它的商業化卻顯得有些不切實際。不過，一家附屬于麻省理工學院的公司——LilliputianSystems，Inc.——已經成功打造出了一款產品。
LilliputianSystems，Inc.是麻省理工學院的一家附屬公司，它也是Nectar——一款基于丁烷燃料動力電池的USB充電器的制造商。
燃料的燃燒會出現大量的熱。盡管這是一個很有用的特性，但困難的是只有少量的熱量可以有效地轉化為電能。
Nectar是一款采用丁烷燃料動力電池的USB移動電源。
Nectar的外形和一款移動硬盤差不多。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
乍一看燃料“電池棒”，還以為是個手電筒。
Nectar有一個標準的USB電力輸出電口。
該燃料動力電池的相關工作原理介紹：
如圖所示，Nectar的工作原理與固體氧化物燃料動力電池（SOFC）相似。燃料動力電池的陽極一側供應了氫氣，而陰極一側則供應氧氣（通常從空氣中獲得）。
在陰極，氧分子的兩個原子分裂開來，并且形成了帶負電荷的負氧離子。這些電子在陽極處被釋放，然后與氫離子反應形成了水分子。電解質在此起著關鍵的用途，因為這使得陽離子能夠更快速、更容易地穿梭與陰極和陽極之間。
燃料動力電池通常能供應小于1伏特的電力。在簡單的過氧化氫（H2O2）燃料動力電池中，1個陽離子+1個氫分子+2個電子發生反應，最終形成了一份水。理論上這個過程能供應約1.23電子伏特的電壓；但在實踐中，它的電壓只有0.7到0.8伏特。
Nectar選擇用丁烷，是因為其強大的安全記錄和能量密度（燃燒時，約7400Wh/升+65升的空氣）。在低于400攝氏度（750華氏度）的環境下，丁烷不會自燃。在以丁烷作為固體氧化物燃料動力電池的原料的時候，其工作溫度至少為500攝氏度（900華氏度），甚至可高至1000攝氏度（1800華氏度）。
在這樣的情況下，一個小型的低功率燃料動力電池，也必須仔細設計散熱及創新保溫方法。不受控的（以熱輻射散失的）能量會超過200瓦，這關于輸出功率只有2到3瓦的燃料動力電池來說，顯然是個大問題。
因此Nectar燃料動力電池采用了上圖所示的橫截面設計。新鮮空氣被泵入2號口，成為燃料動力電池的氧來源。空氣和丁烷的混合物被送入1號口，然后進入一個微型的燃料整治室進行部分氧化，轉化成氫氣和一氧化碳的混合物。而在區域3，燃料和氧化劑的反應跨越了YSZcell薄膜，帶來了電力輸出、水和二氧化碳。最后，其實廢氣仍混有一些燃料，所以在其被排放至大氣之前，還要送到區域4進行催化轉化。
所有這一切都發生在約21毫米（0.8英寸）的硅模（silicondie）上，那里堆積了許多硅電路小片，以實現燃料動力電池最終所需的工作電壓和功率密度。要解決這一問題，也要考慮極端有效的熱絕緣方法。
要保持幾瓦的電力輸出，無需保持可笑的600到800攝氏度的工作溫度。該結構的完整測試表明，其熱能損失是可以容忍的。600攝氏度下約3瓦，800攝氏度下約7瓦。
9立方英寸（147cc）和7盎司（198克）Nectar裝置，仍要數年的時間、以及超過1億美元的資金來發展。該系統將能出現和供應約2.5瓦的充電速率（內建DC-DC電壓轉換器），“一節”丁烷可以供應55Wh的總電量，足以充滿10個常規的手機或1臺筆記本了。
最后剩下的就是何時上市和產品售價的問題了。Nectar的初始價格將為300美元，單個55Wh的丁烷“燃料罐”則可能要耗資10美元？根據該公司的前期市場調研，大量買家看好100美元的價格點，只有5%的買家會考慮300美元的售價。該產品是否能夠物有所值，只有時間才能告訴我們了。
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