Smart Fuel Cell voor draagbare electronica

Het tijdperk van draagbare microbrandstofcel is aangebroken. Een Duits bedrijfje uit Beieren is druk bezig met het opzetten van een pilotproductielijn voor draagbare brandstofcellen, slechts drie maanden nadat zij haar eerste prototype heeft getoond. Een groot verschil met het product uit dit artikel is dat deze brandstofcel het langer uithoudt dan de conventionele accu, die iedereen nu met zich meezeult. Daarnaast is de elektrochemische omzetting anders, omdat er hier sprake is van een brandstofcel die op methanol werkt en niet met een zink-zuurstof combinatie.

In vergelijking met andere onderzoeksteams op het gebied van brandstofcellen, zijn er nog meer praktische verschillen waar te nemen. Zo is de Beierse brandstofcel onder andere geschikt voor een laptop en is de cel geen back-up. Hierdoor is er geen noodzaak voor extra batterijen, die de hoofdstroomvoorziening zijn. Wat ook een voordeel is, is dat methanol vrij vervoerd kan worden, in tegenstelling tot waterstof en het is ook makkelijker verkrijgbaar. Het bedrijf verwacht daarom dat binnen een aantal jaar deze brandstofcel al een grote concurrent zal zijn van de Lithium-Ion batterijen. Voorlopig is alles nog in de pilotfase en vandaar het volgende commentaar:

Nevertheless, portable fuel cells are in their infancy. Investment costs to generate 1 kilowatt are still very high, around $10,000 to $100,000 dollars per produced kilowatt. Still, the success of micro fuel cells will likely be highly dependent on the infrastructure and their ease of use. Smart Fuel Cell has designed small tamper-proof methanol cartridges that snap right into the unit. Recharging the battery will only involve replacing the liquid fuel and won't require shutting down the computer. "The content of our prototype cartridge holds 120 ml methanol and generates about 150 Wh -- enough to power a 15W notebook computer for 10 hours, a filled cartridge may cost the consumer around $3 to $5," said Stefener, if the technology has sufficient market penetration, support and interest from consumer electronics firms. "In the long run, methanol fuel containers have to be widely available at gas stations and newsstands," he said.

Anoniem: 19069 vond dit artikel van Wired zo interessant dat hij het naar ons submitte via deze link. En daar zijn we hem dankbaar voor

Reacties (59)

[Mark_V]

Brandstofcellen zouden DE oplossing zijn voor het accu-probleem. Accu's hebben hele grote problemen:
* Ze worden van schaarse materialen gemaakt. Ongeveer 10% van alle lithium in de wereld zit al in accus (vergelijk rhodium, dat spul is bijna op omdat de hele wereld het in de driewegkatalysator mikt).
* Ze zijn bijna niet recyclebaar en erg slecht voor het milieu

Een brandstofcel is een gecontroleerde omzetting van methanol in CO2 en water. De electrodepotentialen van de omzettingen zorgen voor de stroom. Je hebt dus totaal geen vervuiling.

Groot probleem is natuurlijk dat je vloeibaremethanol cartridges nodig hebt, die duur zijn.

Daarom is men (oa waar ik afstudeer ) bezig met een inverse-brandstofcel. Deze is op te laden in het stroomnet, het water worden weer omgezet in waterstof, dat wordt opgeslagen in hydriden, dus geen explosiegevaar. Staat nog in de kinderschoenen, maar is eigenlijk het enige levensvatbare alternatief voor de accu.

De huidige oplossing met de cartridges zie ik niet zo zitten, iedere keer met die navullingen slepen is ook niet handig. Dan heb je natuurlijk weer 100 verschillende soorten en kan je net de jouwe niet kopen....en je sjouwt je een ongeluk, de calorische waarde van methanol is al niet zo hoog en je moet meerdere patronen bij je hebben om een beetje safe te werken.

[Anoniem: 44212]

Zoiets als electrolyse?

[Mark_V]

Omgekeerde electrolyse om precies te zijn. Bij electrolyse kan je bijvoorbeeld water splitsen in waterstof en zuurstof.

Met een brandstofcel kan je waterstof en zuurstof omzetten in electriciteit....

[Anoniem: 44212]

ik bedoelde dus ook het '"opladen"

[Micros]

Het nadeel is dat je dan moet gaan betalen voor iedere periode dat je een laptop (bijv) los gebruikt, in plaats van goedkoop op te laden aan het stroomnet. Ik weet niet of ik voor iedere tien uur gebruik 3-5 dollar over zou hebben. Of begrijp ik het verkeerd?

[Anoniem: 44212]

En nu betaal je niet voor je stroom wil je zeggen?
Het is welliswaar minder, en als je ergens anders inplugged is het ook gratis , maar op plaatsen waar je langer dan een paar uur zit (de NS ) zonder stopcontact is het toch wel een leuk alternatief.

[_Pussycat_]

In Duitsland niet, want daar hebben de treinnen stopcontacten .

Zou in NL helaas meteen vernield worden

[Molybdenum]

Die prijs is misschien nog iets voor het beginstadium. Het lijkt mij voor de hand liggend dat in de toekomst de mogelijkheid er ligt om je laptop bij te tanken met methanol. Dus je koopt gewoon een fles methanol (in feite gewoon spiritus) van een liter ofzo, en daar kan je een jaar mee vooruit! En dat kost misschien maar een €/liter!

Overigens is er ergens op sciencedaily.com een artikel van een paar jaar oud te vinden dat al bericht over brandstofcellen op methanol. Ze hadden toen ter tijd een Motorola telefoon werken op deze cel. De telefoon werd toen gekscherend Alcohola genoemd!

[Mark_V]

Bijtanken met methanol is niet wenselijk.

Want:
1. Het is gevaarlijk om met grote hoeveelheden van dat spul rond te lopen (brand enzo)
2. Dan moet je eerst het water+CO2 eruitschenken. Dat blijft namelijk in vrijwel alle ontwerpen in de cel zitten (anders is dat niet zo lekker met electronica). Dit moet je dan uitschenken, methanol erin doen en terug in je dure laptop. En toen zat er nog wat water aan de buitenkant OEPS!!!

Ik zie meer in een reversibele brandstofcel. Dus eentje die je kan opladen, ook wel organische batterij genoemd...

[Molybdenum]

Je hoeft geen liters op zak te hebben. Het gaat om relatief kleine hoeveelheden. Daarnaast werken de brandstofcellen op een mengsel van methanol met water (vrij lage concentratie MeOH), omdat puur methanol de cel beschadigt. Dus brandbaarheid is geen issue.

Daarnaast zou je aan 'tankstations' kunnen denken, zodat je dat spul al helemaal niet meer op zak hoeft te hebben. Dit vraagt natuurlijk wel om de aanleg van een infrastructuur.

Het 'uitschenken' van water en CO2? Water kan ik me voorstellen, maar CO2 ontsnapt lijkt mij gewoon naar de omgeving, omdat het een gas is.

[Mark_V]

Mijn redenering: je hebt het WEL puur bij je, want vermengd met water (is idd ongeveer 15-20%) is het helemaal loodzwaar. Maar met een "tankstation" is dat te overkomen. Helaas is bekend van dingen die infrastructurele aanpassingen vergen dat ze niet makkelijk doordringen

CO2 lost voor een deel op in het water, vandaar. Ik denk eigenlijk dat alles in de cartridge blijft, anders moet je een gas-ontsnappingsunit toevoegen. Is niet nodig voor zuurstof, want zit aan kathode, dus ander compartiment

Maar het belangrijkste punt, het uitschenken van water, daar zit ik het meeste mee.

BTW, gegroet collega! Maar Delft is toch gaver....

[Anoniem: 30107]

MeOH mmmmmh hoe goed heb jij bij scheikunde opgelet

[Molybdenum]

ik ben chemicus.
dus..

[Molybdenum]

Collega? Delft?
Ik zie dat jij studeert. Als je nou bij Philips zou werken, dan waren we collega's.

[Raafz0r]

Volgens mij heeft LuCaS wel goed opgelet bij scheikunde, alleen ken jij de "niet zo nette", dus niet IUPAC, voor methaan/methyl niet. Dit wordt vaak weergegeven als Me.

LuCaS: Ook al ben je geen collega van Molybdenum, je bent er wel 1 van mij
CT in twente, das gezellig

[kmf]

waarschijnlijk worden die dingen net zoals je penlights in de winkel verkocht.

Misschien zelfs met statiegeld, zodat je die dingen kan inleveren

[Anoniem: 20780]

Asl dit product echt doorbreekt, zal de prijs van de cel waarschijnlijk verder dalen. Voor echte laptop junks is het natuurlijk handig als je nooit hoeft op te laden, zeker als je veel reist. Ik vraag me trouwens wel af of je met zo'n cel het vliegtuig in mag... Voor bedrijven zal deze prijs misschien niet eens zo'n probleem zijn. Kijk eens wat een litertje diesel/bezine voor de leasebak kost en hoever je daarmee komt.

[GarBaGe]

Als iedereen indoor op zijn laptop zit te werken (zoals wij hier), krijg je dan geen problemen met de luchtverontreinging, ivm de uitlaatgassen ??

Kan me ook voorstellen dat Astma-patienten hier absoluut niet blij mee zijn...

[Se7enth_son]

Brandstofcellen hebben geen schadelijke uitlaatgassen. Het is voornamelijk waterdamp wat eruit zal komen. Mijn vraag is alleen: wat gebeurt er met die waterdamp? Wordt dit opgevangen ofzo, want ik moet dat niet te dicht bij mijn elektrische apparatuur hebben

[Mark_V]

Blijft gewoon in de cel zitten meestal, de CO2 lost voor een aardig deel op in het water dus echt veel drukopbouw zal je niet krijgen.

Zou wel gevaarlijk zijn, dat er zomaar water uit je cel komt stromen.....

BTW, het is geen waterdamp. We hebben het hier over een brandstofCEL, niet over een mini-verbrandingsoven.

[Mark_V]

Is voor zover ik weet niet waar, het water dat ontstaat is vloeibaar. Voor gasvormig water (stoom ) zijn temperaturen boven de 100 graden nodig, das nie wenselijk.

In de CEL vinden twee halfreacties plaats (even uitgaande van waterstofcel, die is makkelijk):
an:H2 ---> 2H+ 2e
kat: O2 + H+ (dat via de zoutbrug komt) + 2e --> OH-

Scheikunde b'vo!

[Mark_V]

De gasvorm is voor water niet de standaard-aggegatietoestand onder de 100graden. Daardoor zal deze aggegatietoestand NIET het reactieproduct zijn. Ergo: als reactieproduct=gas dan is de temp>100C

Let ook op dat ik het in mijn posting over GAS heb, niet over damp. Damp ontstaat inderdaad al boven het dauwpunt van een stof.

Mijn halfreacties zijn inderdaad niet juist, maar er IS NAUWELIJKS VERSCHIL tussen waterstof en methanol. De koolstof in methanol is al vrijwel volledig geoxideerd. Ik heb me daarom (omdat het duidelijker wordt) beperkt tot de waterstof brandstofcel. En natuurlijk is daar zuurstof voor nodig (net als voor de MeOH cel) dus die staat er ook bij. De reactie KLOPT dus gewoon.

[Se7enth_son]

BrandstofCEL of niet, de benodigde energie komt vrij uit een reactie die wel degelijk waterdamp oplevert...

[Frostie]

Ook onder het kookpunt is er sprake van waterdamp hoor. Volgens mij verwar je nu stoom en waterdamp. In de ruimte waar je je nu bevindt is er toch ook sprake van luchtvochtigheid? Laat ik voor je hopen dat het geen 100+ graden Celsius . Maar naarmate de temperatuur toeneemt zal er ondanks dat het water nog niet kookt wel meer waterdamp komen.

En het ging hier over een brandstof met methanol erin en niet 1 met waterstof en zuurstof dus je halfreacties zijn een beetje vreemd

[Frostie]

Hmm ja ik verwarde volgens mij even het waterdamp uit het bericht waarop jij reageerde met jouw reactie Ik zal het niet weer doen

Trouwens de temp hoeft niet hoger te zijn dan 100 C voor gas hoor Je kan ook bij verminderde druk werken

Ondanks je verklaring vind ik je vereenvoudiging toch ietwat riskant maar dat is mijn mening.

Maar we gaan wel een beetje off-topic

[Raafz0r]

Je reacties kloppen nog niet helemaal. Dat H+ diffundeert niet door de zoutbrug heen (voor zover er al een zoutbrug is, meestal een ion-exchange membraan, waardoorheen dus ionen van anode naar kathode worden uitgewisseld).

De volgende reacties kloppen wel (als ik m'n boekie mag geloven )

anode: H2 + 2 OH - -> 2H2O + 2e-
kathode: O2 + 2H2O + 4e- -> 4 OH-

voor de totaalreactie: 2 H2 + O2 -> 2H2O

en zo heb je meteen een alternatieve productiemethode voor demiwater

[BadRespawn]

stoom = kleine waterdruppels, hete mist ahw. waterdamp is niet zichtbaar en ontstaat ook bij temperaturen onder 100c (anders zou bvb water in een glas niet na een paar dagen verdampt kunnen zijn).

[Maestro.mosjuh]

volgens mij moet je dan ff de reactie nagaan maar ik gok dat dit de afvalproducten zulen zijn van de verbranding:
- co2
- h2o (water(damp)

en misschien o2 (zuurstof)

dus niets wat schadelijk/slecht voor het milieu is

[Frostie]

CH3OH + 3/2 O2 --> CO2 + 2 H2O

Voor de volledige verbranding van Methanol.

[Frostie]

Ze oxideren het er staat ook nergens dat ze het verbranden

[RetepV]

Nou ben ik al heel lang van school af en heb ik nooit iets van scheikunde gesnapt, maar oxideren is toch hetzelfde als verbranden, alleen heel erg langzaam?

[Anoniem: 30107]

ze verbranden die methanol ook niet, kweet niet precies hoe het werkt, maar het werkt gewoon op het principe van een batterij volgens mij

[Anoniem: 39127]

Ik heb over brandstofcellen ooit es een werkstuk gemaakt:
-je hoeft echt niet bang te zijn voor 6 kubieke meter stoom in een minuut hoor, die uitstoot is heel miniem.
verder las ik overal dat er nul milieuvervuiling bij komt kijken: kijk maar eens naar dit plaatje: http://www.fuelcells.org/images/diagram.jpg

[Anoniem: 24471]

hehe brandstofcellen en zoals een paardagen geleden
ontplofbaare chip man waar gaat dit heen
straks lopen we allemaal rond met een mogelijke LIFE HAZZARD
combineer dit met de ivp6 en voila alles kan de lucht in waneer en waar iemand will

maargoed
even to the pionr
brandstofcell is een verkerde benaming
want methanol is in dit geval gebruikt bij een chemiche reatie en niet een ontbranding dus heten het echt
energiecellen
wat hier nou zo mooi aan is is dat er geen gevarlijke stoffen gebruikt worden bij het produceren ervan en er ook niks achter bijlft
dus zullen ze niet zoals batterijen verzameld moeten worden om op een velig manier het te kunnen verwerken
blooft veel goed als zeg ik zelf
en buiten dat om is het capaciteit hoger wat ook heel mooi is alleen ben ik beneiuwd hoe groot die dingen zullen worden

[SirBlade]

Laat ze dit maar niet lezen in Den Haag. Gaan ze hier ook nog eens accijns op heffen. Dan wordt je potje quake wel erg prijzig.

[Mark_V]

Op methanol zit geen accijns

Methanol is giftig, je wordt er blind van. Ethanol kan je drinken, je wordt er dronken van..... daarom zit daar wel accijns op (voor de gewone man, voor mij niet )

offtopic:
Spritus is voor 70% ethanol en 30% methanol. Vroeger waren er mensen (alcoholisten) die dat dronken (geen accijns) maar die werden er ook blind van

[marsattacks]

Dan zie ik die methanol fuel cell helemaal niet zitten.. pffrr vat je 'em? 'zien' zitten

[Frostie]

Je kan wel wennen aan methanol je moet er gewoon mee "oefenen". Niet aan te raden natuurlijk maar mensen die zelf stoken hebben nog wel eens het problemen dat er ook methanol in het eindproduct aanwezig is (menige Rus/Zweed )

Je kan er langzaam aan wennen dus dan kan je gedenaturaliseerde ethanol gaan drinken!

[henkleerssen]

H2O en CO2 moeten worden afgevoerd op deze manier.. weet iemand hoe?
Ik zie al stoom uit die laptops komen zeg... En dat je net je goede broek aan hebt.. waar je laptop op hebt in de trein.... niet lekker!

[PowerFlower]

H2O met CO2 - water met belletjes CO2 gas - uhm... Spa? Dan doe ik in de Multibay wel wat limonade

[Clueless]

Leuk bedacht maar het koolzuur waar jij op doelt is instabiel, het valt automatisch uit elkaar. Deze oplossing is dus niet mogelijk.

Dit is inderdaad een goede ontwikkeling, vooral omdat het natuurlijke reacties zijn en dus geen schadelijke stoffen opleveren.

[Mark_V]

Het blijft in principe gewoon in de cel zitten, is ruimte genoeg. Het CO2 lost voor een deel op in het water, en dat kan precies op de plaats komen waar de methanol ZAT.

[kmf]

Misschien de h2o gebruiken als waterkoeling?

[Anoniem: 13295]

Ik denk dat dit soort cellen veel gebruikt gaan worden door mensen die op expeditie gaan, zoals bergbeklimmers. Ideaal voor communicatie-middelen die veel stroom gebruiken.

[Anoniem: 38176]

Nu nog een pilot, maar op zichzelf altijd goed dat er iets gedaan wordt aan verbetering van de stroomvoorziening van draagbare apparatuur.

Oude mobiele telefoons (de ijskasten van 4-5 terug, de sjouwables) met oude accu's zwaar waren en kort meegingen, waren toen voor de zakenlui/yups/hebbers/bodybuilders waren.

En nu? Iedereen loopt ermee, en dan zijn de accu's een belangrijke reden waarom het kleiner/lichter/beter kan.

Dus ik zie het toch wel zitten dat ook normale mensjes dit snel (hoop ik) kunnen gaan gebruiken.

En hoezo voor appartuur die veel stroom vraagt? Minder stroom vragen en meer hebben zorgt voor een langere gebruiksduur, dus heel intressant.

[Anoniem: 23139]

Volgens mij kunnen ze dit geld beter in onderzoek naar betere solar energie steken.
Zodat de bovenkant van je laptop voor je energie kan zorgen

[Mark_V]

Nee, in de toekomst zijn zowel een goede vloeibare energiedrager (voor als je even geen energie kan opwekken) als een goede manier van opwekken nodig.

Zonne-energie (opwekking) is NIETS als er geen goede vloeibare energiedrager aanwezig is, waar je je energie mee kan opslaan, als er geen zon is (bijvoorbeeld 's nachts )

Dat kan inderdaad al met een accu, maar die dingen hebben heel veel nadelen (zie eerdere post van mij)

[henkleerssen]

Uh... zover ik weet wordt er alleen accijns geheft op ethanol (=het bekende alcohol).. niet methanol... mm Lucas was me voor..

Waarom gebruiken ze btw geen ethanol? Das nog meer en makkelijker te verkrijgen dan methanol.

[kmf]

omdat je dan accijns moet heffen?

[Ortep]

Industrieel is methanol makkelijker te verkrijgen dan ethanol. Bovendien is het zonder belasting, juist omdat het giftig is.

[Frostie]

Omdat deze verbranding energetisch het gunstigst is. Per kg methanol krijg je dus relatief gezien meer warmte opbrengsten.

[koffercomputer]

Methanol kun je niet drinken (tast zenuwen aan), en daarom hoeven er geen accijns over betaald te worden. Spiritus is ethanol met een scheutje methanol om ervoor te zorgen dat het niet meer te drinken is.

[Leipo]

waarschijnlijk dat het dan nog duurder wordt vanwege de accijns?

just a opinion

edit => shit ik zag niet dat er al op gereageerd was doordat de reacties op de volgende pagina stonden