一直以來，電池制造商都在想辦法替代電化學電池。更高的能量密度，更小的體積，更低的成本和更快的充電速率是需要考慮的問題?？紤]到這種充電電池的高價位、有限壽命和有限功率，這種便攜式電源所提供的電能也就不便宜了。

　　傳統電池將會被燃料電池取代嗎？

　　自1839年威廉先生發明燃料電池一來，它就一直不受重視。到了20世紀50年代，這種電力發電設備才第一次被美國用于太空和軍事計劃。80年代，當科學家和股東們預見了一個由取之不盡的潔凈能源世界——氫能源，燃料電池再次被大力推行。他們預測汽車將由燃料電池驅動，家庭供電將來自于自備燃料電池。90年代末期，由于燃料電池技術的推廣，很多人把它視為了通往未來之門。然而由于制作成本高而且使用壽命較短使其僅停留在預想階段。

　　燃料電池是利用氫氣和氧氣的化學反應產生水和電能的。反應過程不燃燒，無污染。而且副產物是純凈的水。Ballard公司（燃料電池技術先驅）用燃料電池產生的水泡茶給顧客喝，可見該反應系統十分環保。又因反應不產生廢氣，所以燃料電池可在密閉空間（如會客廳）里使用。理論上燃料電池的能量輸出很高，但有一半會通過熱能損失。

　　過去幾年里，便攜式燃料電池誕生了。其中，直接甲醇燃料電池（DMCF)是最有前途的。DMCF便宜、便捷、不需要重整制氫并擁有較好的電化學性能。目前DMCF可提供900Wh的電量和102Wh/L的能量密度，但是相較鋰電池它的尺寸還是有點大。它是通過不斷更換燃料盒充電的。像給汽車加油一樣，這樣可以連續供能。圖1展示了一種微型索尼混合燃料電池；圖2是向電池添加99.5%的純甲醇的演示圖。

圖1：微型混合燃料電池 （可提供300mW的持續電力）

　　圖2：東芝燃料電池（帶燃料盒）（99.5%的純甲醇存儲在10ml存儲槽中）

　　微型燃料電池的生產商坦言，高功率、小體積、低價格的新型電池的更新換代仍需幾年時間。如今的微型燃料電池并不能直接替換掉傳統電池，而是作為車載電池的充電器對其連續充電。

　　微型燃料電池仍在研發階段，原因是多方面的。標準微型燃料電池輸出功率是300mW，只夠供手機充電。筆記本電腦每30W需要100個微型燃料電池連續供電。此外，交通運輸當局禁止飛機上乘客攜帶瓶裝燃料，這項規定也許很快就會改變。國際民用航空組織(ICAO)的危險品專家小組（DGP）已經特許在商業航班上運輸和使用甲醇燃料電池了，但瓶裝氫依然禁止攜帶。

　　為了滿足筆記本電腦和其它電子設備對電池的需求，研發人員不斷對電池進行改進，如東芝推出了發電功率在20W至100W的燃料電池樣品，容量為100Wh/L樣品燃料電池。其單電池結構復雜，比能量可與鎳鎘電池相媲美。但東芝并沒有表明該產品何時能商用。與此同時，松下聲稱他們研發了一款與東芝開發的燃料電池大小相似的功率在10W至20W燃料電池，其功率輸出已經翻了一番。松下指出如果該燃料電池間歇地每天使用8小時，其壽命可達5000小時。而耐用性恰恰一直是燃料電池商業化的一個障礙。

　　Angstrom Power公司利用存儲的氫和來自空氣中的氧氣開發了一款便攜式燃料電池。該系統沒有泵和風機，所以沒有任何噪聲。比起使用甲醇的燃料電池，使用純氫的燃料電池效率更高且尺寸更小。旨在提供一個清潔，無噪音，可以在飛行時補充燃料的電源。同樣也有應用到移動電話上的可能。21立方厘米長的盒式電池提供與10節一次性堿性電池同等的能量，唯一的副產物是水蒸汽，加一次燃料可以運行20小時。

　　據Angstrom Power公司透露，微型氫燃料電池自行車燈在冬季和春季都呈現了良好的性能，用戶反饋都都非常良好。氫燃料存儲在21立方厘米的盒式電池中，可一次性提供約10節堿性電池的等效能量。反應唯一的副產物是水蒸汽，添加燃料只需要花費幾分鐘，可提供約20小時連續的運行時間。

　　滿足一個小的自行車燈的電能消耗并不是那么困難，采用低消耗的LED技術時尤其如此。而另一方面，一臺筆記本電腦要求功率約為40W，一個小型燃料電池難以提供足夠的功率輸出以維持其需求。這一系統需要一個備用電池，實際上，燃料電池成為了電池的輔助部件，變成了一個充電器。燃料電池供電的移動電話和數碼相機情況也類似。

　　軍事領域和再制造領域也嘗試使用微型燃料電池。圖3展示了通過SFC（智能燃料電池）制成的便攜式燃料電池。該EFOY燃料電池每天能提供600至2160Wh的不同容量。

圖3：消費市場上的便攜式燃料電池

　　燃料電池使得氫和氧轉換為電力同時得到干凈的唯一的副產物水，因此燃料電池可以在室內用作發電機。

　　和從外表看起來一樣，要使得廣大消費者接受，該產品還要解決許多問題。問題之一是起動緩慢，另一個是陽極的電化學活性低，與DMCF（直接甲醇燃料電池）比起來尤其明顯。負載情況下每個電池產生約1V的電壓，而較高的內部電阻會引起電壓快速下降，內部的極限功率帶寬導致了這一現象。第三個弱點是使用壽命比較短。當新的電池輸出功率開始衰退，同時使用一個類似的老化電池作為輔助，容量也許能夠變得很高。其中一個制約因素是內部阻抗逐漸升高，這限制了重負載電流的實際應用。設備要求和運行成本高是另一缺點。

　　遺憾的是，燃料電池還沒有取得像微電子技術那樣的突破。摩爾定律在這里并不適用。當考慮燃料電池作為替代能源還處于瓶頸中時，傳統的電池看起來出奇的好。即使是在低溫下，電池組小巧，干凈，無噪音，并且能提供所需要高瞬間功率，我們希望燃料電池作為一種清潔能源順利應用，成功拓展便攜式電源的范圍以及減少環境污染。