便攜燃料電池實(shí)用化元年（一）首先作為鋰離子電池的充電器

　　攜終端用小型燃料電池終于進(jìn)入了實(shí)用化階段。東芝于2009年3月在該公司的手機(jī)上采用，美國MTI MicroFuel Cells計(jì)劃在2009年內(nèi)、意法半導(dǎo)體計(jì)劃在2010年分別量產(chǎn)。其他的日本電子大廠則力爭在2012年以后實(shí)用化。用于便攜終端的燃料電池首先將作為便攜終端內(nèi)置鋰離子充電電池的充電器投放市場。然后將應(yīng)用范圍擴(kuò)展至一次電池（干電池）的替代用途。

　　便攜終端用燃料電池開始步入實(shí)用化階段。2009年3月，東芝率先在該公司的手機(jī)上采用。之后，美國燃料電池供應(yīng)商MTI MicroFuel Cells（以下簡稱MTI）和意法半導(dǎo)體也表明了實(shí)用化意向，前者將在2009年底、后者將在2010年推出產(chǎn)品。

　　此前也有企業(yè)宣布將使便攜終端用燃料電池實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。不過目標(biāo)都是替代鋰離子充電電池，由于門檻較高，這些計(jì)劃大都受挫 （注1）。而此次配備燃料電池的目的并不是替代鋰離子充電電池，而是通過與鋰離子充電電池結(jié)合，延長便攜終端的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。通過降低燃料電池業(yè)務(wù)的門檻來啟動(dòng)業(yè)務(wù)，思路與原來不同。

　　（注1）近10年來一直在推動(dòng)開發(fā)的日本電子大廠商紛紛表示，“研發(fā)已告一段落，實(shí)用化時(shí)期尚未確定”（卡西歐計(jì)算機(jī)公關(guān)室），“目前正致力于小型固定型產(chǎn)品”（日立制作所公關(guān)室）。

　　東芝、MTI及意法半導(dǎo)體3公司的實(shí)用化產(chǎn)品均為與鋰離子充電電池并用的產(chǎn)品。將燃料電池作為鋰離子充電電池的充電電源嵌入到產(chǎn)品里。如此一來，與僅使用鋰離子充電電池時(shí)相比，可將電池壽命（容量）延長至兩倍以上。即使在不能為鋰離子充電電池充電的環(huán)境下，也可減輕對電池電量耗盡的擔(dān)心。當(dāng)電池電量耗盡時(shí)，填充燃料后就能立即驅(qū)動(dòng)。這樣便可省去攜帶備用電池的麻煩。而且，還可憑借鋰離子充電電池的功率輸出來彌補(bǔ)燃料電池最大輸出功率較低的缺點(diǎn)。與只使用鋰離子充電電池相比，雖然成本升高、尺寸變大，但卻能享受到壽命延長、無需充電等待時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

　　瞄準(zhǔn)未來的主導(dǎo)權(quán)

　　東芝的主要目標(biāo)首先瞄準(zhǔn)的是重度用戶，這些用戶在使用便攜終端時(shí)，往往半天即可將鋰離子充電電池充滿的電量用光。對象包括便攜網(wǎng)絡(luò)終端及便攜音視頻播放器的內(nèi)置充電器 注2）。在這一領(lǐng)域積累經(jīng)驗(yàn)后，再將燃料電池應(yīng)用于商用個(gè)人電腦（PC）等。通過提高燃料電池的認(rèn)知度，使用戶形成注入燃料而非插入AC適配器的習(xí)慣，建立起使用燃料電池的環(huán)境。

　　（注2）為了實(shí)用化，東芝使燃料電池乃至燃料注入用連接器及燃料盒等，在尺寸未加大的情況下確保了安全性及可靠性。在連接器方面，開發(fā)了能夠高可靠性連接燃料盒的形狀以及閥門開閉方法。而燃料盒則達(dá)到了可在便利店銷售的安全性和可靠性。

　　另外，還通過在燃料電池市場創(chuàng)立期便開始涉足該業(yè)務(wù)，“在便攜終端、燃料盒及燃料濃度標(biāo)準(zhǔn)化方面先行一步”（東芝顯示器部件材料總工程師上野文雄）注3）。便攜燃料電池今后將有望在手機(jī)內(nèi)置及替代一次電池（干電池）等方面形成巨大市場。通過在實(shí)用化上先行一步，作為開拓者掌握市場主導(dǎo)權(quán)。

　　注3）對于連接器，東芝參照了標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)機(jī)構(gòu)——國際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)，東芝一直積極參加IEC的標(biāo)準(zhǔn)制定活動(dòng)。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由東芝主導(dǎo)制定概要，預(yù)定2009年上半年確定。

　　MTI及意法半導(dǎo)體并非便攜終端廠商，與東芝能夠在自己的便攜終端上配備相比，情況有所不同。因此打算以內(nèi)置于便攜終端為目標(biāo)，最初向外置充電器用途供應(yīng)燃料電池。

　　MTI計(jì)劃在2009年底之前面向外置充電器用途投產(chǎn)燃料電池單元，意法半導(dǎo)體也計(jì)劃在2010年投產(chǎn)類似的產(chǎn)品。之后，兩公司將推進(jìn)在手機(jī)中的內(nèi)置業(yè)務(wù)。目前，MTI已開始與韓國三星電子展開合作。意法半導(dǎo)體正在以2012年前后實(shí)用化為目標(biāo)，與芬蘭諾基亞等推進(jìn)開發(fā)。

　　便攜燃料電池實(shí)用化元年（二）僅靠鋰離子電池還不行

　　“僅靠鋰離子電池則無法解決”

　　近10年來，便攜終端用小型燃料電池的開發(fā)企業(yè)曾多次表示要實(shí)現(xiàn)燃料電池的實(shí)用化，但計(jì)劃卻一再延期。造成這種情況的原因在于，最初一直將目光放在對鋰離子充電電池的替代上，但這種單純替代幾乎看不到什么好處。

　　但是近來，便攜鋰離子充電電池充滿的電量只經(jīng)半天即被耗光的重度使用已相當(dāng)普遍，這一問題到了必須立即解決的程度。對于這一需求，僅靠技術(shù)上無望迅速進(jìn)步的鋰離子充電電池本身已無法滿足。NTT DoCoMo就曾表示，“鋰離子充電電池?zé)o法解決這個(gè)問題。由于別無選擇，因此期待燃料電池能夠化解該問題”（NTT DoCoMo移動(dòng)設(shè)備開發(fā)部技術(shù)推進(jìn)部部長竹野和彥）。

　　市場悄然形成

　　用于便攜終端的小型燃料電池有兩種方式。一種是將甲醇直接作為燃料，使之與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并發(fā)電的直接甲醇燃料電池（DMFC：Direct Methanol Fuel Cell）。另一種是以氫為燃料，使之與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并發(fā)電的質(zhì)子交換膜燃料電池（PEFC：Proton Exchange Membrane Fuel Cell）。其中，DMFC雖然構(gòu)造簡單，容易實(shí)現(xiàn)小型化，但難以提高輸出功率。而PEFC雖然容易提高輸出功率，但難以實(shí)現(xiàn)小型化。

　　DMFC、PEFC的應(yīng)用從便攜音視頻播放器開始，最終將迎來替代干電池這一巨大市場。“將來要想替代干電池，就必須大幅降低成本。雖然需要跨越的障礙還很高，不過，在材料成本方面相對于干電池已經(jīng)具有競爭力，只要制造技術(shù)能夠開發(fā)出來，便可實(shí)現(xiàn)與干電池相同水平的價(jià)格”（燃料電池的技術(shù)人員）。

　　要想替代干電池，就必須依靠產(chǎn)量來大幅降低成本。但最近有預(yù)測認(rèn)為，由于涉足的廠商有限，進(jìn)入大量生產(chǎn)階段還需時(shí)日。調(diào)查公司富士經(jīng)濟(jì)表示，便攜終端用DMFC及PEFC的市場規(guī)模最初在2009年以10萬個(gè)起步，2010年為100萬個(gè)，2016年為1000萬個(gè)。而鋰離子充電電池市場2007年為24億個(gè)，2009年為30億個(gè)，2010年為33億個(gè)。

　　富士經(jīng)濟(jì)表示，如果這一市場規(guī)模的差距反映在單價(jià)上，便攜終端用燃料電池2010年度為每瓦時(shí)(Wh)3000日元，2020年度為每瓦時(shí)1000日元，而手機(jī)鋰離子充電電池的供貨價(jià)格為每瓦時(shí)300日元。燃料電池要想替代干電池，涉足的廠商至少要增加到與鋰離充電電池同等的數(shù)量。