氢燃料电池的iPhone你认为什么时候才能成真

?续航可以长达 7 天，这是氢燃料电池最新的实践于 iPhone 6 的成果，相信正在承受一天1充的你我都会感到惊讶！但同时你我也都抱怨，智能手机硬件配置日趋增长，功能愈来愈发达的今天，为何电池技术没有实质性的突破，乃至明显感受到电池技术恍如在退步。 虽然说氢燃料电池手机连影都没见着，但你真不希望它能成真吗？

最近有两个比较值得果粉关注的新闻，首先是英国的能源科技开发商 Intelligent Energy 公布，他们已在全球首款个智能手机氢燃料电池技术上获得重大突破，宣称将自家研究的氢燃料电池放到1台iPhone 6 中，续航可以到达整整 7 天时间，而且 iPhone 无需改变形状和尺寸，运行正常。但由于电池是由氢和氧产生反应，会产生一点点的水和热量，因而只要背部开孔让水蒸气排掉即刻，而且一般我们完全感受不到这类物理变化。

紧接着才过几天，又一则新闻表示，苹果一项命名为“便携计算装备使用的燃料电池系统”（Fuel Cell System to Power a Portable Computing Device）的专利，刚刚取得批准公布。专利中提到，由于氢气和氧气等化学反应就能产生大量的电能，所以可以在电子产品内置燃料盒、控制器和连接线等就能对之加以利用，既环保又耐用。其中有关专利描写提到关键词“MagSafe 接口”，意味着这类全新燃料电池的对象是苹果旗下 MacBook 系列笔记本电脑。

两则消息告知我们，这类能够长达数天续航全新的电池技术就是氢燃料电池，通过燃料与氧化剂化学反应，直接将化学能转变成电能，而且应用到 iPhone 或 MacBook 中已几近成为可能。重点在于，苹果本身也在关注氢燃料电池的发展，那末是不是意味着短时间内苹果装备会实现燃料电池供电呢？

电池续航令果粉一直不满

今天，智能手机的硬件和功能已愈来愈强大了，不过用户最关心的电池续航时间，仍感到相当不满意。 作为一款随身携带的移动装备，iPhone 除基本的通讯用处以外，随着功能更强大我们通常还用它上网查资料、语音导航、游戏文娱或消磨时间等等，此时电池续航与使用时间难免没法平衡。所以为了解决这个问题，一种名为“移动电源”的东西诞生了，中度和重度使用者通常随身携带一款，这类行动可谓用户体验的历史倒退。

苹果已意识到了智能手机和移动装备电池续航的软肋，伴随着处理器功耗的下降和系统优化改进，虽然苹果在每一代 iPhone 升级时都努力保持了电池续航时间不变，但是用户仿佛其实不买账足，续航这个问题乃至一度是 iPhone 用户最不满意之首。很多测试表明在同级别旗舰机竞争中，iPhone 续航时间早已落后，就连其他手机厂商在广告中也以此为嘲讽点，嘲笑 iPhone 用户离不开电源插座或移动电源。

说实话，最根本的问题在于锂电池技术的改革真的非常缓慢，因此许多智能手机就此选择配备快速充电、无线充电技术减缓手机缺电的烦恼，但结果都不理想。但是，苹果在有关氢燃料电池技术的专利文件中表示，利用该技术相干装备的续航能力可长达数天乃至是数周。因而我们不由会想，作为业内新技术的主力推动者之一，面对智能手机续航能力差的软肋，苹果有可能在某一天放弃使用锂离子电池，转而研发出针对手机的氢燃料电池技术和方案。

苹果与氢燃料电池撇不开干系

前面的消息也提到了，氢燃料电池可大幅提升续航，并且可以让 iPhone 比大多数靠锂电池来驱动更有技术含量。其实除这几天公布的这项专利，苹果在 2010 年还申请了另外一项与燃料电池相干的专利，只不过还没有审核通过。实际上，从那年开始苹果又将两个相干氢燃料电池的专利提交了申请。第一个为“并行燃料栈架构”专利，描写了苹果如何将一套燃料电池安置在电池燃料堆栈当中。第二个专利的名为“轻量型燃料电池板”，描写了如何使用轻量级导电性和耐腐蚀性材料建造燃料电池。几天之前刚刚获批的专利，也只是这两项专利的后续补充而已。

另外，早在 2014 年 7 月份就开始有消息称，苹果正在与 Intelligent Energy 公司展开氢燃料电池上合作，况且该公司位于 San Jose 的新办公室距离苹果 Cupertino 总部并不远，其董事会成员兼运营官乃至还有前苹果计算机产品专家官乔·沙利文（Joe O'Sullivan）。更重要的是，Intelligent Energy 公司从一家电池公司那里购买了很多专利，以帮助其生产移动燃料电池，而这些专利被证实是从 2013 年 12 月开始就与苹果联合购买。这些迹象表明，苹果可能已在低调开发研发氢燃料电池中，只是目前离推向市场前可能仍有很多困难要解决。

那末，被看好的氢燃料电池是什么工作原理

氢燃料电池的工作原理其实不复杂，大说数解释已说得很清楚。当电池使用时，首先会将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），这个电子外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。

简单的说，使用氢燃料作为电池的电能量来源，即通过内部储存的“氢气”与空气中的“氧气”进行“化学反应”以产生电能量，由于反应副产物只有水，所以是对环境无污染的清洁能源。

由于供应给阴极板的氧，可以从空气中取得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水蒸气带走，就可以不断地提供电能。由于氢燃料电池不储能，所以准确来讲应当称为“便携式氢发电装置”，只要密封完好，反应物不断输入，反应产物不断排除，就可持续多年使用。

这么好的东东，为什么还不能在 iPhone 上运用呢？

早在 20 世纪 60 年代，氢燃料电池就已成功地应用于航天领域，而且现在在航天、交通、军事、生产等诸多领域已有了广泛运用。随着氢燃料电池技术的发展飞速，近年来我们看到氢燃料电池被应用到了汽车上，其中丰田汽车公司已推出氢燃料电池汽车 Toyota Mira，并计划在今年下半年的新一代雷克萨斯 LS 旗舰轿车上设备，到 2020 年时实现氢燃料电池汽车深度产业化。

虽然汽车让氢燃料电池与我们消费者的生活拉近了距离，人们掌握多种先进的制氢技术也愈来愈多，但最少在数码电子技产品中还是鲜有实际应用的例子，由于与传统的锂电池相比氢燃料电池还有很多缺点需要跟进的地是方。

- 首先是氢气的来源和本钱问题。电解水可以得到氢气，不过在这其中能量损失非常大，而且大量耗费电能，可以说当前以烧煤发电为主的电解水，在氢气能变成燃料产生电能之前的本钱就不低，所以非专业领域我们很少看到氢燃料的应用；再者，氢燃料电池发电的进程中使用到的催化剂“金属铂”稀缺，造成其本钱比 24K 金更贵，想要大量制造氢燃料电池就必须有足够的铂，问题在于它不会更多，化石燃料早晚会消耗殆尽，规模化后本钱会愈来愈高，最大的瓶颈在于此。

尽人皆知，全球有数以亿计的 iPhone 用户，苹果创造了单季度出货将近 8000 万部 iPhone 的奇迹，若所有的 iPhone 全都采取了 iPhone 电池，苹果的生态产业链中务必需要一个庞大的氢燃料产业。这个产业与以往成熟的消费电子供应链不同，制造和环境本钱对苹果都是最大困难。

- 再到智能手机设计的层面上，现阶段锂离子电池本身存在局限性，不让用户体验打折扣，只能牺牲外观设计，增加全新厚度和重量。虽然这家英国公司开发的氢燃料电池，体积超薄，可以直接植入了苹果手机的机身中，外观并未改变。但之前苹果也曾承认，要设计出用于便携装备的氢氧燃料电池具有很大的挑战性，由于需要同时斟酌它的便携性和本钱。

换句话说，氢燃料电池的 iPhone 在设计上未知数太多了，并且保证一定续航时间的氢燃料电池体积可能较大，为何这么说呢？由于氢燃料盒、控制器和安全保护等组件，整套电能转化装置的设计，终究可能会比目前的锂电池占据更多的空间。另外，燃料盒是通过插槽直接更换，后续采取何种方式添加氢燃料都是问题。苹果的确是申请了一些燃料电池上的设计专利，希望让燃料电池与可充电电池协同工作，使燃料电池系统没有必要集成庞大而很重的电池，从而明显减小燃料电池系统的尺寸、重量和本钱，不过专利离现实还有一段距离。

- 还有氢燃料电池的循环寿命不确定。有部份研究认为，氢燃料电池的使用寿命长达 10 年以上，但同时也有不同研究指出，其实氢燃料反应堆寿命较有限，转换效力大多难以超过5成，循环寿命并不比锂电高，对更换手机周期较长的用户，也许氢燃料电池很难满足。另外，正常充电都能烦死人，加氢燃料要跑去哪里可以加呢？恐怕只有动员全部社会体系加以完善，才能做到到处都能加氢燃料或换氢燃料电池。

- 最后是大家顾虑的安全问题会阻碍发展。我们很想知道，当使用氢燃料电池的 iPhone 产生碰撞或跌落时，是不是会发生爆炸？有人说氢非常危险，带着氢气瓶就像带个氢弹，历史上也有多起爆炸事故与氢气有关，所以氢合适做火箭燃料，而不是电池。实际上，其他燃料相比，氢气是一种安全性比较高的气体，而且氢气无毒，氢的扩散系数比空气大 3.8 倍，所以当泄漏时会很快被稀释成安全的混合气体，下降影响范围。尽管如此，它离我们的认知范围和接受程度还有一定的距离，也许人们更愿意把氢燃料电池作为给 iPhone 充电的便携式移动电源，但不是内置于机身中，同时氢燃料被批准在飞机上随身携带暂时还是不可能的事情。

我们只要保持期待就好

一天1充已是大多数用户使用iPhone 的常态，重度使用者乃至一天两充三充，由于传统锂电池无更大的技术突破，下一代 iPhone 可能也不会有任何改变。不过，苹果氢燃料电池专利的公布对我们而言无疑算得上一个重磅消息，看了上述几个障碍你可能认为现阶段还很难运用于新 iPhone 当中，但是 Intelligent Energy 公司却表达了不同的看法：

“对我们来讲，这在之前是历来没人做到过的。我们现在能够将燃料电池做得非常薄，无需对现有可充电电池做出任何外形改变就能放到现有的手机中去。这项技术真正迈出了很大的一步，由于新技术就是要让人们感觉真的好用。”Intelligent Energy 的 CEO Henri Winand 表示，“我们的计划是，数年成型，不过真正左右其面世时间的是我们的合作伙伴什么时候打算这么做。”

换句话说，传闻中与 Intelligent Energy 公司有合作的苹果，也许已解决了氢燃料电池 iPhone 设计的问题，剩下的只有供应链的部署和如何让大家接受的工作。这可能是我们认为的最理想的进度了，但是接下来的事情谁又知道呢？总之，人类在进步，社会在发展，不到最后一步，一切都是未知。氢燃料电池技术还在初级阶段，而能延长续航又清洁的电池技术总是那末吸引人，我们只要心底里都有那个美好的欲望就好，“老板，充燃料！”。

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