市場分析：小型燃料電池發展趨勢
近年來由于可攜式電子產品市場的蓬勃發展，創造出龐大的電池市場商機，加以既有的各類二次電池有若干限制，使得微小型燃料電池被寄予厚望。本文將介紹微小型燃料電池的主要發展趨勢，以及商品化的技術瓶頸和市場考慮。
近年來可攜式電子產品快速發展，包括手機、筆記型計算機、個人數字助理（PDA），乃至數字相機及攝影機等，造就龐大的市場和商機；然而，隨著產品功能的增強，系統對于電能的需求更高，一個小而輕、續電時間更長的電池，將是所有消費者一致的要求。
微小型燃料電池系統發展趨勢
燃料電池的能量密度理論上可為鋰離子電池的五至十倍以上（因不同系統而異），目前技術上已可達三至五倍；此外，燃料電池無須電源|穩壓器充電，完全擺脫充電的負擔與限制，取而代之的補充供電燃料僅需數秒鐘時間，為使用者提供極大的方便。因此，對微小型燃料電池而言，龐大的市場誘因和特性優勢，勢必大幅加速相關技術的成熟發展。
燃料電池種類繁多，最適合可攜式微小型系統者，包括質子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell；PEMFC）和直接甲醇燃料電池（DirectMethanolFuelCell；DMFC），此二者皆能在室溫下運作，具備體積小、重量輕、方便電池堆設計等優點。其中，直接甲醇燃料電池以液態甲醇為燃料，體積能量密度約為液態氫的三至四倍，儲存與運送遠較氫氣方便及安全，且取得容易，成本低，因此更符合可攜式電子產品的需求。此外，利用微型重組器（MicroReformer）將甲醇轉化產生氫氣燃料，都是微小型燃料電池可能的發展方向；下文將著重在直接甲醇燃料電池（DMFC）的討論上。
DMFC發展的技術瓶頸
DMFC的工作原理與質子交換膜燃料電池類似，只是在陽極部份進入的燃料為甲醇與水，而甲醇燃料透過觸媒的作用產生質子、電子與二氧化碳，其陰極的反應則與氫氣系統完全相同。微小型燃料電池要進入商品化的階段前，仍然面臨若干技術瓶頸有待克服，目前主要的問題臚列如下。
一、甲醇穿透
由于甲醇穿透現象，使得電池通過電壓（overpotential）增高，可使用電位多在0.4V以下，電池效率因而受限，同時也造成燃料損耗。目前甲醇穿透的問題朝二個方向解決：發展質子交換膜材料技術，使之具備高質子導電率及降低甲醇穿透率；控制甲醇燃料的濃度，以降低甲醇穿透量。
二、水滿溢（Waterflooding）
DMFC陽極產生1單位的質子將會牽引出約2.5單位的水或甲醇到達陰極，同時陰極反應也會生成水，過多的水將阻礙氧氣進入觸媒層而造成陰極效能大幅下降，此稱為水滿溢現象。此問題目前以主動的增加循環系統之空氣流動帶離過多的水為主，但因而會耗掉系統較大的功率，所以MTI公司開發以膜電極體（MEA）的設計方法進行控制。
三、效能
目前DMFC的陽極效能偏低，所以包括NEC等公司皆以觸媒或觸媒載體的開發，嘗試提供更大的功率密度；奈米技術的應用將有助于觸媒效能的提升，是值得注意的發展方向。
近年來可攜式電子產品快速發展，包括手機、筆記型計算機、個人數字助理（PDA），乃至數字相機及攝影機等，造就龐大的市場和商機；然而，隨著產品功能的增強，系統對于電能的需求更高，一個小而輕、續電時間更長的電池，將是所有消費者一致的要求。
微小型燃料電池系統發展趨勢
燃料電池的能量密度理論上可為鋰離子電池的五至十倍以上（因不同系統而異），目前技術上已可達三至五倍；此外，燃料電池無須電源|穩壓器充電，完全擺脫充電的負擔與限制，取而代之的補充供電燃料僅需數秒鐘時間，為使用者提供極大的方便。因此，對微小型燃料電池而言，龐大的市場誘因和特性優勢，勢必大幅加速相關技術的成熟發展。
燃料電池種類繁多，最適合可攜式微小型系統者，包括質子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell；PEMFC）和直接甲醇燃料電池（DirectMethanolFuelCell；DMFC），此二者皆能在室溫下運作，具備體積小、重量輕、方便電池堆設計等優點。其中，直接甲醇燃料電池以液態甲醇為燃料，體積能量密度約為液態氫的三至四倍，儲存與運送遠較氫氣方便及安全，且取得容易，成本低，因此更符合可攜式電子產品的需求。此外，利用微型重組器（MicroReformer）將甲醇轉化產生氫氣燃料，都是微小型燃料電池可能的發展方向；下文將著重在直接甲醇燃料電池（DMFC）的討論上。
DMFC發展的技術瓶頸
DMFC的工作原理與質子交換膜燃料電池類似，只是在陽極部份進入的燃料為甲醇與水，而甲醇燃料透過觸媒的作用產生質子、電子與二氧化碳，其陰極的反應則與氫氣系統完全相同。微小型燃料電池要進入商品化的階段前，仍然面臨若干技術瓶頸有待克服，目前主要的問題臚列如下。
一、甲醇穿透
由于甲醇穿透現象，使得電池通過電壓（overpotential）增高，可使用電位多在0.4V以下，電池效率因而受限，同時也造成燃料損耗。目前甲醇穿透的問題朝二個方向解決：發展質子交換膜材料技術，使之具備高質子導電率及降低甲醇穿透率；控制甲醇燃料的濃度，以降低甲醇穿透量。
二、水滿溢（Waterflooding）
DMFC陽極產生1單位的質子將會牽引出約2.5單位的水或甲醇到達陰極，同時陰極反應也會生成水，過多的水將阻礙氧氣進入觸媒層而造成陰極效能大幅下降，此稱為水滿溢現象。此問題目前以主動的增加循環系統之空氣流動帶離過多的水為主，但因而會耗掉系統較大的功率，所以MTI公司開發以膜電極體（MEA）的設計方法進行控制。
三、效能
目前DMFC的陽極效能偏低，所以包括NEC等公司皆以觸媒或觸媒載體的開發，嘗試提供更大的功率密度；奈米技術的應用將有助于觸媒效能的提升，是值得注意的發展方向。
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