文章来自“科学大院”大众号
作者：蔡东民
说起手机电池，镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池咱们都不生疏。可是，历史上还从前呈现过一种异乎寻常的电池，它的能量密度很高，可是又有天然生成缺点，这便是甲醇燃料电池。
（图片来历：veer图库）
需求“加油”的电池
上世纪九十年代末至本世纪初，锂离子电池技能还不是十分老练，手机电池容量有待进一步提高，有的企业干脆推出了甲醇燃料电池的手机。
日本东京举行的CEATEC展会上，KDDI和东芝公司联合推出的甲醇燃料电池手机（图片来历：http://news.mydrivers.com/1/146/146118.htm?fr=m）
这是一种以燃料电池为电源的手机。与其他电池不同的是，这种手机的电用光后，不能经过充电康复电量，而是需求像加汽油相同给手机增加甲醇，电池会将储存在甲醇中的化学能转换为电能。
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池中的化学能直接存储在电池的正负极资料傍边。放电时，两种物质发作氧化复原反响生成另一种物质，一同对外开释电子，供给电能；充电时，生成物能够经过逆向反响变回本来的姿态，所以又能够接着放电。这种能够重复充放电的电池叫做二次电池。
带有燃料盒的甲醇燃料电池
（图片来历：https:///1/146/146118.htm?fr=m）
无序的热能有序的电能
甲醇燃料电池的根本结构首要能够分为阴极、电解质和阳极，电池放电时，阴极便是电池的正极，阳极便是电池的负极，为了叙说上契合大部分人的习气，下文就用以正极、电解质和负极来进行论述。
甲醇燃料电池的结构示意图（图片来历：Xueye Chen et al. From structures, packaging to application: A system-level review for micro direct methanol fuel cell. 2017.）
正极和负极都是由金属铂制备而成，它们别离对氧气和甲醇进行催化。在电池作业时，正极通入空气，负极通入液体的甲醇。甲醇在铂的催化作用下，失掉电子被氧化为二氧化碳，并生成氢离子。负极的电极反响能够写成：
接着发生的氢离子和电子别离沿着两条不同的途径传输。氢离子经过电解质穿过电池内部抵达正极。电解质是一种挑选透过性膜，只要氢离子能从电解质的一侧穿过抵达另一侧，而其他原子、分子、离子一概被拒于门外。咱们知道原子都是由原子核和核外电子构成的，而氢原子又比较特别，它只要一个电子和一个质子，当它失掉电子变成氢离子H+，就只剩余一个暴露的质子，所以咱们又称氢离子为质子，这种挑选透过性膜因此也叫质子交流膜。
氢原子和氢离子（图片来历：作者制作）
电子则经过外接电路流向正极，在活动的过程中趁便对负载，也便是手机做一下功，所以手机就能通语音、玩游戏、听音乐了。
在正极，空气中的氧气在铂的催化作用下，被分解为氧原子，然后与来自负极的氢离子和电子结合构成水。正极的电极反响能够写成：
咱们把正极和负极的半反响写在一同，能够得到下面的反响方程式：
看起来是不是有点似曾相识的感觉？没错，这个其实便是甲醇焚烧的反响方程式。所不同的是，焚烧时电子的搬运是紊乱无序的，储存在化学键中的化学能以热能的方式开释；而在燃料电池中，氧化和复原分隔进行，经过引进电解质和外部电路完成电子的有序运动，化学键中的化学能以电能的方式开释。
熊熊焚烧的火焰（图片来历：veer）
完成了超长待机
却没有被广泛运用
甲醇燃料电池，最杰出的长处便是能量密度高，比其它一切电池都要高出许多。1998 年Manhattan Scientifics 公司注册了商标名为Micro-Fuel Cell用于手机电源的微型直接甲醇燃料电池，以这种电池为电源的手机可待机6个月, 接连通话1星期；而其时运用的锂离子电池只能待机2星期, 接连通话5小时。其续航才能几乎不在同一个层次。
与一切电池相同，甲醇燃料电池的使用可不仅仅局限于手机上，笔记本电脑、摄像机这类需求用到电的便携式电子产品都能够让它一展身手。
一种用甲醇燃料电池的笔记本电脑（图片来历：https:///news/New-Filter-May-Develop-Smaller-Fuel-Cells-for-Laptops-and-Cellphones-52853.shtml）
MTI Micro提出的甲醇燃料电池相机，左面是它的电池盒（图片来历：https:///next-generation-of-methanol-fuel-cell-vehicles-sees-the-light-of-day/）
有人以为，甲醇燃料电池仅仅技能没有老练，有人以为它纯粹是一个商业噱头。终究，甲醇燃料电池会就这样隐姓埋名，仍是会迎来意想不到的未来，咱们拭目而待。
作者单位：我国科学院宁波资料技能与工程研究所
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