Toshiba demonstreert binnenkort mobiele brandstofcel

Toshiba zal volgende week op de CEATEC-beurs in Japan een brandstofcel voor mobiele apparaten presenteren. Het apparaat heeft de afmetingen van een handheld, 100x60x30 millimeter inclusief brandstof, en is bedoeld als oplader voor accu's. Het zal dus niet als vervanging van de batterij ingebouwd worden in telefoons of PDA's. Wanneer de cel voorzien is van een vol brandstofpatroon van 25cc kan het, gedurende twintig uur, één watt aan elektriciteit genereren. Volgens Toshiba staat dit gelijk aan zes opgeladen lithium-ionbatterijen. Voor 2005 staat commerciële productie gepland van cellen met een capaciteit die twee keer zo hoog ligt als die van het huidige model. Toshiba presenteerde in maart van dit jaar al een grotere brandstofcel voor laptops. De nieuwe cel is hierop gebaseerd en heeft slechts kleinere onderdelen gekregen. Het bedrijf introduceerde toen ook een techniek die het mogelijk maakt hoge concentraties methanol als brandstof te gebruiken:

Methanol in a fuel cell delivers power most efficiently when mixed with water in a 3 to 6% methanol concentration -- a concentration requiring a fuel tank that is much too large for use with portable equipment. Toshiba overcame this by developing a system that allows a higher concentration of methanol to be diluted by the water produced as a by-product of the power generation process. This technology allows methanol to be stored at a much higher concentration, and achieves a fuel tank less than 1/10 the size of that required for storing the same volume of methanol in a 3 to 6% concentration.

Reacties (26)

[Biazz]

niet zo pessimistisch,

een verbrandingsmotor (zoals in je auto) heeft een rendement van rond de 30% (zie bijvoorbeeld: http://ecen.com/content/eee7/motoref.htm).

een electromotor heeft een veel hoger rendement, je hebt eigenlijk alleen warmte verliezen. Een goede electromotor wordt niet al te warm, dus het rendement ligt dicht tegen de 100%, iig boven de 90%.

Een brandstofcel daarintegen is helemaal geen motor. Het is gewoon een apparaat om chemische energie om te zetten in electrische energie. In het ideale geval komt daarbij geen warmte vrij, en wordt geen arbeid verricht. In werkelijkheid zal de boel niet ideaal zijn, maar je kunt zeker een rendement erg dicht bij de 100% verwachten.

edit:

ah.. dit geval gebruikt methanol als brandstof, hierbij zal waarschijnlijk niet de volledige verbrandingswaarde van het methanol vrijkomen, ik weet zo niet wat de precies reactie voor deze cel is. In het geval 2H2+O2->2H20 komt de hele verbrandingswaarde van waterstof (H2) vrij. In dat geval is het rendement 100%, in dit geval zal dat misschien anders liggen, afhankelijk van de precieze reactie.

[The Jester]

Ik begrijp niet waarom ze steeds alcohol-soorten verstoken in een brandstofcel. Alcanolen hebben immers zuurstof in hun verbinding, zodat verbranding minder efficient is dan bij voorbeeld bij alkanen.

[johanvdw]

De kleine alkanen zijn gassen: de opslag is dus niet eenvoudig.
Daarnaast zijn er veel meer eenvoudige reacties mogelijk met alkoholen, die iets minder stabiel zijn dan alkanen. Die laatste kan je verbranden, maar dan breek je ongeveer in 1 stap alle verbindingen, terwijl je bij alkoholen het stap voor stap kan doen.

[Timfonie]

Misschien een kleinigheid, maar één zinnetje staat een beetje verkeerd in de originele tekst en is met dit foutje overgenomen door allerlei nieuws-sites, waaronder EE-Times, CNET en, inderdaad, Tweakersnet nieuws.

Het gaat om:
"... an average output of 1 watt per hour for approximately twenty hours ..."

Het lijkt me dat 'per hour' er niet thuis hoort, want een watt is immers al uitgedrukt (in energie) per tijdseenheid.

[insan1ty]

Correct. Het zou watt maal uur moeten zijn; wattuur dus.

Zoals we weten: 1 watt = 1 joule/seconde.
Dus 1 watt per uur zou zijn: 1 joule per seconde per uur?

[Verwijderd]

zoals je al zegt: watt maal uur, dus 1 watt maal 1 uur = 1 joule / sec. x 1 uur = 1 joule /sec x 3600 sec. = 3600 joule.
Maar het blijft een beetje onhandig uitgedrukt in de tekst, want die 20 uur doen er ook nog toe. 20 uur lang 1 wattuur leveren dus de capaciteit is 20 wattuur = 72000 joule

[Jasper Janssen]

Nee, 20 uur lang 1 wattuur leveren. Het ding doet 1 Watt-uur per uur (== 1 Watt).

[PimW]

Countess:
>dit integenstelling tot een verbrading motor waar de meeste energie word omgezet in warmte en (daardoor) expansie, wat vervolgens weer word omgezet in beweging (met een totaal verlies van rond de 90%)
de fuelcell haalt meen ik een redament van 30% (of was dat de electromotor. als iemand het zeker weet, graag even zeggen)<

Een normale brandstofmotor haalt een rendement van rond de 40%, en heeft dus draaiende onderdelen (duuh). Een brandstofcel heeft een rendement van tussen de 60% en de 80%. Een brandstofcel heeft geen bewegende onderdelen.

Bij een brandstofcel met water(stof) werkt men met een speciaal membraam. Bij dit membraam wordt H2 gesplitst in 2 H+ en 2 e-. Die 2 e- (de elektronen), is dus je energie.
PS: dit is maar een klein gedeelte van de werking van de waterstofcel, het geheel is natuurlijk wel wat complexer dan wat ik nu vertel. Overigens heb je veel uiteenlopende brandstofcellen, je hebt ze niet alleen met water, maar ook met hele agressieve stoffen.

Grootste nadeel van de brandstofcel is de hitteproductie. Sommige brandstofcellen worden wel 800 graden Celsius! In het geval van een waterstofcel kun je dus NIET gaan koelen met water, want dat zou de werking v/d brandstofcel verstoren. Overigens zijn hier wel oplossingen voor, maar echt perfect is het nog niet.
Ander nadeel is de schaalbaarheid: men kan (nog?) niet enorm grote brandstofcellen maken. In plaats van 1 grote brandstofcel voor een energiecentrale, moet je dus meerdere kleine energiecentrales maken.

[Verwijderd]

Grootste nadeel van de brandstofcel is de hitteproductie. Sommige brandstofcellen worden wel 800 graden Celsius!
ALLE brandstofcellen? of alleen die 'grote' cellen die gebruikt worden om een 'zware' motor aan te jengelen (zoals in een bus)?
Ofwel hangt die hitteproductie niet af van de 'energie vraag'?

Als nl. zo'n klein brandstofcelletje dat al produceert, maak er dan een ander product van...
kzie dan een grote toekomst voor brandstofcel kachels! Tis maar wat je een nadeel noemt he... en stroom en warmte.. ideaal voor campeerders!! (je krijgt nog als bijproduct zuiver water ook - tenminste met waterstofcellen).

[PimW]

SOMMIGE brandstofcellen, dat staat ook in mijn stukje he
Waar het precies van afhangt weet ik niet precies. Ik neem aan het type brandstofcel (dus o.a. met welke stoffen er worden gewerkt), en op welk vermogen de cel werkt.
Zo'n klein celletje als in dit artikel zal die 800 graden echt bij lange na niet halen. Zou niet al te best zijn he

[Verwijderd]

dacht ik.
neem aan dat het hetzelfde werkt als bij een batterij, als ik 10 foto's schiet met m'n digitale toestel met flits wordt het batterijgedeelte ook aardig warm..

[Wolfboy]

wat misschien nog wel de meest interresante vraag van allemaal is, hoeveel kost dit systeem om te maken en hoeveel kost elke vulling.

als het namelijk een stuk goedkoper is om gewoon een paar accu's mee te nemen dan kan je dat beter doen, die kan je toch bijna overal opladen

en nog een vraag, hoeveel energie kost dit om te produceren, is dat minder of meer dan bij het opladen van de accu

toch zou het leuk zijn als dit er is zou zijn, nooit meer zonder accu zitten, gewoon eventjes bijvullen en hij gaat weer lekker door

[Jasper Janssen]

Hoeveel het apparaat kost mag god weten, maar een plastic flesje met 25 ml pure alcohol hoeft minder dan een euro te kosten. De voornaamste kosten zullen zitten in de accijnzen op alcohol als ze het niet kunnen denatureren. Op zich kost een liter alcohol een paar euro, maar met de accijnzen erbij kom je met ongedenatureerde 99% alcohol eerder aan 100-200 euro.

[Edit: Sorry, hij verbrandt Methanol ipv Ethanol, dus dan zijn accijnzen geen issue. Brandstofkosten heel klein dus.]

[LauPro]

Ik snap niet helemaal dat ze zo'n cel als oplader gebruiken. Om een accu te laden heb je 40% meer energie nodig (bron). Als ik even ervan uit ga dat een telefoon 200 uur standby kan zijn, dan zou 'ie dus bijna 300 uur standby kunnen (12 dagen ong) en kan je er bijna een etmaal mee bellen!

Wellicht dat zo'n brandstofcel geen goede stabiele spanning kan leveren maar dat valt natuurlijk wel weer op te vangen. Methanol is dan wel niet zo'n heel liev goedje maar ik denk wel dat dit in literflessen oid te verkopen is. Ik zou zeggen gaan met die banaan, tis even een goede navultechniek verzinnen en het is klaar.

[Jasper Janssen]

Methanol is op zich vrij ongevaarlijk. Gewone brandspiritus bestaat voor 70% uit ethanol (standaard alcohol as in drank) en 30% methanol. Als je dat spul op je huid kruigt is het praktisch ongevaarlijk. Je moet het alleen niet gaan drinken, en zelfs dan duurt het nog wel een jaar voordat je erdoor wordt omgelegd.

Het grote probleem is denk ik eerder het formaat en het gewicht. Een groot deel van het inwendige van dat ei dat je daar ziet, dat al net zo groot is kwa inhoud als de telefoon ernaast, bestaat waarschijnlijk uit metaal, en het ding zal dus een flink stuk zwaarder zijn dan een mobiel, laat staan alleen een mobiele batterij.

[Verwijderd]

Ik ben niet onder de indruk, 20 Watt bij 4,8 Volt(voedingsspanning normale GSM-batterij) is volgens de formule P=UxI 4,166A, een Panasonic M859 baterij is 2,1A, als je dan de grootte van het apparaat in overweging neemt kun je beter 2 extra batterijen kopen voor 70 euro of 4 D-type NiMH batterijen aan elkaar knopen, formaat 132x60x33 en 8A.
Daarnaast kun je met 1 Watt per uur niet sneller laden dan bellen, erg handig is dat niet, je moet dan een paar uur wachten.
Maarja, mijn opa liep ook op alcohol en was ook niet zo snel.

[Fairy]

Heel bijzondere ontwikkeling.

Bel alleen wel bijzonder benieuwd hoe het ding werkt. Om de zo veel tijd hoor je een startmotortje en gaat het ding even ronken

[Countess]

nope, het maakt geen enkel geluid.
er vind geen "verbranding" plaats (wel een verbinding met zuurstof, wat technish gezien ook verbranding is) maar hier word de energie rechtstreeks in stroom omgezet.
dit integenstelling tot een verbrading motor waar de meeste energie word omgezet in warmte en (daardoor) expansie, wat vervolgens weer word omgezet in beweging (met een totaal verlies van rond de 90%)
de fuelcell haalt meen ik een redament van 30% (of was dat de electromotor. als iemand het zeker weet, graag even zeggen)

[Jasper Janssen]

er wordt wel geoxideerd, maar niet verbrand.

[Verwijderd]

je moet het vergelijken met een batterij, niet met een motor....

Wat ik me wel afvraag, bij brandstofcellen reageert H2 of methanol met zuurstof. Hierbij wordt een stroompje gecreeerd, maar ook water. Hoe voert men dat water af? En wat voor spul blijft er over van dat methanol? Bij H2 is de reactie compleet, maar bij Methanol blijft een restproduct over...

[Verwijderd]

dat was ook in het engelse bericht reeds vermeld

normaal heeft de brandstofcel een 3-6%methanoloplossing nodig, omdat deze veel teveel volume zou innemen wordt de water(damp) die uit de reactie vrijkomt gebruikt om het hogere concentraat van de methanol te gaan verdunnen om tot het ideale van 3-6% te komen.
Ik vermoed dat als het apparaatje leeg is er enkel nog water in zit... handig als je je batterijen hebt leeggebeld in het midden van de woestijn...

[Verwijderd]

methanol = C4H4O, bij reactie met zuurstof (O2) ontstaat er dus H2O (water), en CO2 (koolstofdioxide)

[-DarkShadow-]

Het is natuurlijk een goede ontwikkeling dat er gezocht wordt naar nieuwe techniekem, maar ik denk dat de brandstofcel de komende 5 nog geen weg zal vinden in mobiele apparatuur, omdat deze nog te groot zijn. Als de batterij in z'n huidige vorm is uitontwikkeld, dan zal de doorontwikkelde en kleinere brandstofcel inraken bij de consument. Hopelijk krijgt het nodige research wel het geld wat het nodig heeft ookal slaat de brandstofcel in eerste instantie niet aan.

100% rendement halen ze nooit, zelfs niet met een chemische reactie. Een batterij is ook een chemische reactie en als die een rendement van 100% zouden hebben, dan zou de wereld er nu heel anders uitzien. Want laden kost veel meer energie dan dat je uiteindelijk uit de batterij kunt putten.

[genosis]

zou dat niet warm worden?

[jiriw]

Neu niet echt .... als het goed is. Als er warmte vrijkomt bij het proces betekent dat alleen maar dat het proces minder efficient is. Alles wat aan warmte vrij komt kan niet aan electriciteit vrijkomen....
Dus hoe minder warmte je <vul in brandstofcel, motor, turbine of wat voor een energieomzetter dan ook> produceert hoe beter ...

[Verwijderd]

Dus hoe minder warmte je <vul in brandstofcel, motor, turbine of wat voor een energieomzetter dan ook> produceert hoe beter ...
Ehm ff, brandstofcel <> in rijtje motoren... ??brandstofcel in rijtje, batterij/accu.. etc. ok.
Brandstofcelmotor bestaat niet. Bussen die op Brandstofcellen rijden, hebben 'gewoon' een electromotor.

Over motoren en warmte:
dat doet er hier nie toe... brandstofcel 'ligt' ergens anders dan de motor... daarnaast is het bij bussen ed. een beetje hypocriet om over 'oei, het wordt warm' te spreken, in vergelijk met een 'tradionele' verbrandingsmotor (die toch ook aardig heet wordt).
Over die hitte trouwens zie (PimW) hierbeneden, dat hangt net als bij batterijen af je 'vraag' naar energie. Ik kan me voorstellen dat die dingen in een bus bloody heet worden, maar bij een energievraag voor zo'n feuntje,... ach...
Tis als bij m'n digitale kamera, schiet ik tien foto's achterelkaar met flits, dan wordt dat ding (de batterijen dus) lekker warm, maar als ik 1 fotootje neem per kwartier, niks aan de hand.

Tis trouwens (volgens mij) niet zo dat 'verloren' warmte 'ook' gebruikt had kunnen worden voor electriciteit, dat zijn twee verschillende dingen...
Het gaat om die electronen, en die warmte ontstaat als gevolg daarvan. Volgens mij is het zelfs zo dat bij deze processen warmte juist als katalysator optreedt, dus in zekere zin het proces efficienter maakt, zeker bij een proces met O2.
Bij batterijen is die enigszins ook het geval, batterijen/accu's die erg koud zijn, functioneren minder... (dacht ik...)