可攜式裝置商機啟動 燃料電池成本再下探

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閱讀心得： 兩年前的文章了，兩年後還是沒有殺手級的應用產品出現，看來燃料電池這領域還有一大段路要走，主要是體積與價格沒辦法滿足消費者的期望，不過相信未來當薄膜材料開發出現重大創新，我想體積與價格滿足後，再搭配殺手應用產品，可能會比鋰電池還熱門喔。

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資料來源：http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=0807020018

2008/7  林苑晴 受惠於飛安對於攜帶燃料電池規範的鬆綁，以及廠商成功將燃料電池尺寸微縮之下，有助於未來燃料電池在3C產品的市場發展，現今須藉由薄膜材料效能提高電池發電效率，並加速殺手級應用市場推展，惟商業模式仍待確定，成為後續產業界戮力的目標。 受限於燃料電池的發電成本仍相當昂貴，因此發電系統仍為目前最大宗的應用(圖1)。不過，碳能科技行銷部經理陳炫承表示，以燃料電池年複合成長率高達35%觀之，其主要的成長力道來自可攜式電子產品、產業用定置型發電系統以及汽車產業，其中可攜式電子產品、產業用定置型發電系統年複合成長率皆高達52.8%，汽車產業年複合成長率為38.3%。 資料來源：碳能科技 圖1　2006年燃料電池應用市場需求比重 由於可攜式裝置的多媒體功能日益強大，需要高能量密度的長效電池來滿足市場需求，燃料電池於3C市場的應用商機也油然而生。  飛安放行/尺寸微縮　可攜式應用商機浮現  現階段應用於消費性電子裝置的微型化燃料電池，指的是50瓦以下的應用，現今全球約有六十多家廠商投入研發，雖已陸續有商用化產品問世，但多數產品仍在試驗階段，顯示技術仍未成熟。 而受到反恐機制的影響，國際民間航空組織(ICAO)危險輸送方針、國際民間航空運送協會(IATA)危險物規則等均限制飛行時攜帶燃料電池，致使燃料電池於3C市場的推展面臨重大阻礙，所幸ICAO、IATA於2007年宣告，允許符合IEC-62282-6-1品安規之可攜式燃料電池(如使用甲醇、蟻酸、丁烷等燃料)產品均可攜帶至民航飛機，如加拿大、英國、日本以及中國大陸等均已據此修定民航法，北美交通部預計2008年跟進，此對於推廣3C燃料電池市場是一大利多消息。為此，包括NTT DoCoMo、KDDI、三星(Samsung)等日本、韓國業者，均將今、明兩年視為燃料電池商品化導入的關鍵期。 圖2　勝光科技總經理麥柏恩認為，燃料電池因缺乏完善的供應鏈，因此商用化時程不如預期。 不過，市面上所推出的燃料電池產品體積的微型化仍未到達可與目前鋰電池媲美的程度，另外，雖然直接甲醇燃料電池(DMFC)的能量密度較鋰電池高，但功率密度卻仍有待改善。 勝光科技總經理麥柏恩(Brent McKendry)(圖2)指出，價格、尺寸以及使用的便利性為現在燃料電池發展的三大挑戰，DMFC系統價格過高，又大又笨重的體積以及購買補充燃料電池發電材料的供應鏈尚未建置完成，皆成為燃料電池發展的隱憂。 日前，勝光科技完成由眾多的薄片堆疊而成的DMFC模組H2PowerChip，該公司並藉由此模組開發出一款可量產的25瓦DMFC充電裝置A25，其產品規格為體積17公分(長)×19公分(寬)×21公分(高)、3.8公斤，其燃料電池匣容量為1,000c.c.，為可拆除式高濃度燃料電池匣，輸出電壓為19、12、9和5伏特。該產品計畫於2008年6月上市。麥柏恩提到，為致力推展DMFC商用化普及，相較於德國燃料電池系統商Smart Fuel Cell所推出的一台25瓦充電裝置，單價高達2,500美元，勝光科技藉由縮減高達50%零組件，提供不到2,000美元的售價。 此外，麥柏恩補充說明，相較於傳統僅採用組裝的製程難以達到具規模的生產量，且運用鉛作為生產材料缺乏開發彈性又笨重，勝光科技考量要達成可量產化的目標，因此藉由如印刷電路板的材料層壓組裝，透過更具價格競爭力的材質二氧化矽(Silica)與成熟的製程技術，以自動化製程生產，達到可量產化的目標。現在勝光科技已開發出面積較手機偏小且薄的模組，未來將可進一步應用在可攜式裝置。 而另一家燃料電池供應商MTI Micro近年來在可攜式裝置市場也有大動作布局，日前已對外宣布，正與日本相機製造商接洽，計畫將燃料電池應用在數位相機與全球衛星定位系統(GPS)裝置。 圖3　MTI Micro執行長Peng Lim表示，在實現燃料電池的商用化之前，測試期往往須耗費相當大的時間，因此市場策略須及早布局。 過去幾年，原本為工業和軍事用途設計出相關產品的燃料電池業者MTI Micro，不久前在消費電子產品開發有了長足的進步，希望以小型甲醇燃料電池取代鋰電池。日前，該公司已發表為手持式GPS裝置設計的燃料電池原型，並宣稱將進一步擴大至數位相機的應用。該公司指出，即使最耗電的機種，也可使用60小時後才須充電。 MTI Micro執行長Peng Lim(圖3)表示，MTI Micro的市場策略將鎖定手機、可攜式多媒體播放器(PMP)以及導航系統，手機的應用則採用外部充電器的形式，PMP和導航系統則將傾向採用嵌入式的作法，而無論何種形式的應用，未來皆可藉由補充燃料電池可快速充電達成延續使用時間。 燃料電池發展初期，由於價格、體積受到局限，因此大多數的燃料電池廠商認為，傳統電池和燃料電池發電將會採行並存於市場，而目前要加速市場推展的腳步，找尋殺手級應用將成為首要課題。 加快市場成長步伐　殺手級應用現身  評估到用戶願意負擔的費用考量，初期DMFC於專業/特殊應用領域發展最為有利，麥柏恩認為，DMFC發展先期，資訊科技(IT)、工業電腦(IPC)以及專業相機等市場將深具潛力。由於專業攝影者經常須要揹負沉重的專業相機，因此對於體積與重量有大幅改善的燃料電池需求更加殷切，願意花費較高的價格選購燃料電池專業相機，未來市場極具商機，而勝光科技現在已與日本系統商接洽，未來DMFC將有機會導入至專業相機應用。 至於IT領域，麥柏恩談到，勝光科技現已與台灣代工廠商接洽，預計2009年DMFC將送樣給台灣的個人電腦(PC)廠商作測試，至2010年，預期DMFC於筆記型電腦市場將會大幅成長。 而因應殺手級應用的產品策略，先期勝光科技將燃料電池封裝成簡單易用的標準電力模組，藉此與其他原始設計製造商(ODM)/原始設備製造商(OEM)的夥伴合作，開發燃料電池系統。 此外，麥柏恩提到，有鑑於台灣供應鏈環節獨缺系統商，而勝光科技因具備堆疊組裝、電子製造服務(EMS)、平衡控制系統(BOP)與燃料電池匣技術，為此帶頭投入系統整合開發，希望藉此拋磚引玉，吸引更多國內業者結盟，將系統整合經驗傳承。 陳炫承也預期，微型燃料電池會先以外接型充電器產品優先導入市場，接著逐步與外表貼合，待技術成熟後才會與鋰電池般整合在電子產品內，目前可能的殺手級應用：一為筆記型電腦，其本身體積原較其他3C產品大，較不把電池尺寸列為第一考量；另一為手機應用，高能量密度的燃料電池可以延長使用時間，成為日、韓積極布局的應用市場。 圖4　杜邦亞太區燃料電池事業部副總經理尹台指出，MEA價格與效能的改善扮演燃料電池商用化的成敗關鍵。 而除了確立殺手級應用，燃料電池發電效率也成為擴大市場商用化的關鍵，此與薄膜電極(MEA)直接相關，成為薄膜材料商積極改良的指標。 提高電池發電效率　薄膜材料扮要角  杜邦(DuPont)現已成為燃料電池薄膜開發的龍頭大廠，針對旗下的MEA產品已規畫出發展藍圖，杜邦亞太區燃料電池事業部副總經理尹台(圖4)表示，燃料電池效能與成本指向MEA的使用壽命，杜邦現已發展出高電流密度、低輸出電壓的的第四代MEA方案，其在效能與價格上均有所提升，相較於2002年推出的第二代方案，性價比提升近三倍之多。 而燃料電池產業的未來發展，尚有另一大議題即為燃料電池發電材料的供應鏈建立，麥柏恩談到，終極目標是希望能如印表機的墨水匣般，可以在一般的3C販賣店購買得到，不過前提是市場必須達到一定的規模，此須仰賴殺手級應用、燃料電池發電效率等各層面相互配合，才能加速實現。