Телефоны на топливных элементах

«Долговечность, экологичность, экономичность» — именно эти преимущества заставили разработчиков мобильной техники обратить свое внимание на топливные элементы. Последние, наряду с нанотехнологиями, являются одними из самых перспективных направлений развития портативной электроники.

Рассмотрим основные разработки, которые были представлены ведущими производителями мобильных телефонов в области внедрения в устройства топливных элементов.

Toshiba

В 2004 году корпорацией Toshiba был разработан миниатюрный прототип топливного элемента типа DMFC, предназначенный для использования в мобильных и портативных устройствах. Размеры устройства составили всего 22 х 56 х 4,5 мм.

Принцип действия — ничем не отличается от аналогов: кислород и водный раствор метанола разделены мембраной-катализатором, одна сторона которой играет роль катода, а другая - анода. Метанол вступает в реакцию с анодом и ионизируется, его электроны при этом создают ток, положительно заряженные ионы при взаимодействии с кислородом образуют воду. Уменьшить же размер устройства удалось за счет отсутствия миниатюрных насосов, обеспечивающих перемещение метанола и воды внутри ячейки.

Fujitsu

Компаниями Fujitsu и NTT DoCoMo в 2005 году был усовершенствован прототип топливной ячейки и перезаряжающего устройства для мобильных телефонов.

В разработке была поднята концентрация метанолового топлива в энергоячейках с 30 до 99%. Такая высокая концентрация позволяет устройству зарядить до 3-х аккумуляторов для телефонов марки FOMA, использовав лишь 18 кубических сантиметров метанола.

DoCoMo

Японский оператор мобильной связи NTT DoCoMo разработал прототип зарядного устройства на базе миниатюрного топливного элемента для мобильных телефонов третьего поколения. Он представляет из себя отдельное устройство в виде крэдла, куда вставляется мобильник для зарядки.

Основной задачей, стоящей перед разработчиками являлось предоставление владельцам телефонов возможности подзарядки телефона в любом месте и в любое время, вне зависимости от доступности электросети.

Рисунок. Прототип зарядного устройства от NTT DoCoMo

Samsung

Компания Samsung Electronics объявила о своем союзе с MTI Micro Fuel Cells Inc., известным поставщиком миниатюрных топливных элементов для рынка портативных устройств. Корейской компании, по поручению Samsung, было поручено создание нескольких прототипов топливных элементов на основе метанола для мобильных телефонов.

Также технологический институт компании Samsung (SAIT) и компания Samsung SDI разработали миниатюрное зарядное устройство для мобильных телефонов. При выходной мощности 2 Вт, устройство позволяет заряжать мобильные телефоны, коммуникаторы, цифровые камеры и другую портативную технику в 5 раз быстрее, чем аналоги. Источником энергии для зарядного устройства служит метаноловый картридж.

По словам представителей Samsung, продукт полностью готов для промышленного производства. Плюсом нового изобретения является вынос потенциально опасного картриджа с ядовитым метанолом в отдельное устройство питания.

NEC

В январе 2008 года компания NEC представила первую в мире модель мобильного телефона на топливном элементе — Flask (Фляга).

Рисунок. Телефон на топливном элементе от NEC

Необычный дизайн телефона обусловлен его нацеленностью на женскую аудиторию. В то же время прозрачность корпуса имеет и функциональную ценность: в любой момент можно посмотреть уровень заряда.

Sony

Весной 2008 года а международной конференции Small Fuel Cells 2008, корпорацией Sony был представлен гибридный топливный элемент. Его особенностью являются небольшие размеры: габариты нового источника питания составили 50х 30 мм.

Роль топлива играет водный раствор метанола, который подается в устройство миниатюрным насосом. По заверениям Sony, выходная мощность достигает трех ватт, чего достаточно для питания портативных устройств в пиковом режиме. При этом резервуара с десятью миллилитрами метанола, как утверждается, будет достаточно для просмотра на экране мобильного телефона телевизионных передач в течение четырнадцати часов.

В перспективе компания Sony планирует наладить массовый выпуск гибридных топливных элементов. Однако когда это произойдет не уточняется.

Motorola и Angstrom Power

Компании Angstrom Power и Motorola продемонстрировали собственный вариант мобильного телефона, работающего не на аккумуляторной батарее, а на основе новых водородных топливных элементов.

Рисунок. Телефон на топливном элементе от Motorola и Angstrom Power

Новшеством компании стало то, что энергия генерируется не из метанола (как в предыдущих разработках), а из водорода, получаемого из дистиллированной воды.

Пока еще Angstrom Power и Motorola не заявляли о начале серийного производства представленного телефона. Компании намерены демонстрировать свою разработку на выставках и конференциях.

Стоит отметить, что использование топливных элементов имеет и недостатки: для выработки энергии требуется чистейшая вода, объем которой достаточно ограничен. Кроме того, если водородный генератор полностью разрядился, все равно потребуется начальный источник питания для того, чтобы начать генерацию.

Что касается метанола, то на сегодняшний день не решен вопрос использования подобных продуктов на борту самолета, куда вход с воспламеняющимися веществами запрещен (метанол). Также ведутся споры об экологичности и безопасности подобного вида получения энергии.

Так что, пока эти недостатки не будут разрешены, говорить о замене топливными элементами литий-ионных аккумуляторов пока рано. Полноценный выход на рынок подобной техники ожидается только 2015–2020 году.