燃料動力電池是繼水力、火力和原子能發電后的第四代發電技術，也是目前唯一同時兼具無污染、高效率、適用廣、無噪聲和可持續工作的動力裝置，被認為是21世紀最有發展前景的高效清潔發電技術。與生物燃料、風力發電、太陽能這三種新能源產業相比，燃料動力電池目前市場規模還較小，但今后10年內的發展速度將非常驚人，預計2017年市場規模將是2007年的10倍以上，達到160億美元。

目前，燃料動力電池的應用重要集中在三大領域：燃料動力電池應用于機動車、燃料動力電池應用于便攜式設備和燃料動力電池應用于固定式發電站。其中，便攜式設備應用的是燃料動力電池所有應用領域中，有可能最先實現產業化的應用。本系列文章擬通過5篇連載，聚焦燃料動力電池便攜式設備應用領域，在文獻調研的基礎上，繪制專利地圖開展專利分析，以期得出對產業發展有價值的結論。

發展概述

手機、pDA、筆記本電腦……越來越多的便攜式電子設備開始進入我們的生活。但是，關于這些形形色色的移動電子設備而言，無論功能有多豐富，性能表現有多出色，它們大多只能運行短短的幾個小時，然后就因為沒電而罷工。一旦在移動場合下遭遇到電池耗盡的情況，這些平時的寵兒頓時成為廢物和旅行的累贅。隨著便攜式電子設備功能的不斷增多，對電源的需求也越來越大。對此，除了電子設備廠商們改進設備本身的設計，提高省電性能以外，電池廠商們關于更持久電源的研究也從未停息過。關于更高性能電池的研究，過去重要集中在傳統鋰離子電池的改進上，力圖使其在體積和重量不變的情況下供應更長的使用時間。

數年前，一種可以應用在這些便攜式設備上的燃料動力電池問世，其應用通常可涉及三大領域：家用數碼產品，如筆記本電腦、pDA、GpS、手機等；工業用便攜式儀器，如手持式數據采集設備、便攜式應急燈、便攜式醫療裝置、便攜式發電機等；特種便攜式裝備，如特種GpS、步兵綜合信息系統、夜視儀、特種便攜式通訊系統等。如今，燃料動力電池作為一種更持久的供電技術，已處在實用化的邊緣。燃料動力電池供電的化學反應原理比鋰離子電池簡單，典型的就是甲醇和空氣中的氧直接發生反應。由于這種電池供應的電量充裕、燃料廉價，而且充電過程很快（只需加注燃料即可完成）、環保特性顯著，在最近幾年倍受關注。

1)技術優勢

便攜式燃料動力電池應用重要有三種技術路線：一種是采用直接甲醇燃料動力電池（DMFC）技術，它是人們最為關注的用作移動電源的燃料動力電池之一，使用甲醇溶液作燃料，通過DMFC直接獲取電能。使用甲醇的優點是燃料來源豐富，存儲方便，價格便宜。目前DMFC技術所面對的技術難題，一是甲醇在電解質膜中的滲透，會使燃料利用率和電池電位降低；二是甲醇電極反應活性不高，即使采用比pEMFC高得多的鉑載量，電池性能也還是很低。另一種方法是采用質子交換膜燃料動力電池（pEMFC）技術，利用氫氣作為燃料，采用物理或化學的方法儲氫，例如金屬氫化物儲氫、納米碳材料儲氫或硼氫化鈉儲氫等，這樣可以獲得很好的燃料動力電池性能，其重要的技術難點是氫氣的來源與存儲的問題。第三種種途徑是采用微型重整器，用甲醇重整制氫，凈化處理后供給pEMFC，為便攜設備供電。例如卡西歐公司就展示過使用微型重整器的pEMFC筆記本電腦。

燃料動力電池在便攜式應用中技術上也面對許多挑戰。首先，燃料動力電池小型化使工程技術的難度陡然加劇，一方面要將電池的尺寸及成本盡量降到最小，另一方面還要在充分供電和使用便利之間取得平衡。其次，在微小的容積空間內儲存化學試劑不是一件容易的事，要使燃料循環就更復雜。再次，許多技術問題有待進一步解決，例如燃料滲透、泄漏、電池過熱、腐蝕、電池壽命等。當然，決定燃料動力電池在便攜式應用領域能否成功除了技術難題外，最重要的是成本問題。新結構、新材料的開發和使用、規模化生產以及先進的管理等方面將會使燃料動力電池價格進一步降低，在性價比上對二次電池形成優勢才能使廣泛應用成為可能。

2)市場規模及預測