下世代可攜式電源市場發展關鍵要因探討
下世代可攜式電源市場發展關鍵要因探討
2009.05.19 | 科技

一、前言

未來將走向一個無所不在的無線世界(Ubiquitious Wireless World),包含電腦、消費性以及工商業、醫療等市場領域終端應用的電子產品,將擺脫電源線的桎梏邁向「真正的」無線化,並且產品設計逐漸趨向「輕、薄、短、小」及多功能整合。在這樣的趨勢下,即使是目前已商業化且較為先進的電池種類,如鎳氫電池和鋰離子電池,也將難以滿足可攜式裝置電力維持能力,未來消費者將更加重視電池在能量密度、續航力、充電效能與方便性及壽命等方面的表現。然而電池數十年來技術進步的腳程,卻遠不及硬體裝置規格與功能進展,因此可預見,技術進步相對緩慢的傳統電池,在可攜式電源市場的地位將受到嚴格的挑戰。

為了豐富化可攜式裝置之電源供應來源,研究單位及相關廠商致力於研發更輕薄、高容量、充電便捷、且能同時兼顧安全與環保的電源技術(圖一)。然而,由於可攜式產品種類繁多,每種電源技術亦有自己獨特的優點與缺點,因此沒有一種電源技術可適用於所有可攜式裝置,必須就電源在能量密度、充放電性能、成本及安全性等方面的表現作取捨,找到其適合的應用。表一針對各種可攜式電源,及其應用市場進行整理,由表中可得知未來傳統電池和其他電源技術將可能並存於市場,而要如何加速各電源技術市場推展腳步,必須找出影響各可攜式電源技術市場發展之關鍵要因。

![](http://www.itis.org.tw/ViewHTML/img/1_394735627.GIF)### 圖一 各種可攜式電源技術
### 表一 可攜式電能應用市場及市場需求

二、可攜式電源市場發展關鍵要因探討

可攜式電源市場發展關鍵要因,可由可攜式電源發展之「市場驅動力」、「抑制各可攜式電源成長之因素」、推動可攜式電源發展之「互補性技術」及「法規」等四個面向來探討。

(一) 市場驅動力

全球化、可攜式電子裝置微型及複雜化,以及環保意識抬頭,皆為可攜式電源市場發展的驅動因子。全球化使人力突破國界藩籬,逐工作而居的工作型態,使得人們對於可攜式資通訊及消費性電子產品需求增加,對可攜式電源需求也隨之提高。而商業、娛樂、軍事及醫療等應用之可攜式電子裝置,逐漸趨向微型及複雜化,使得受限於物理限制,體積縮小有限的傳統鎳氫或鋰離子電池,將無法滿足可攜式電子裝置更輕更薄之需求。另外,環保意識抬頭,則是為一次電池以外的可攜式電源帶來發展機會,舉例來說,二次電池相較於一次電池,具有可回充再重複利用的優點較符合環保要求,因此近年來成長相當快速,逐漸取代一次電池的市場地位;而更為環保的燃料電池,更被視為未來可能取代鋰電池的潛力產品。

(二) 抑制市場成長因素

抑制各可攜式電源市場發展的影響因子,可由可攜式電源在性能、產品可靠度及成本等方面的表現,是否能契合市場需求來觀察。傳統電池如鎳鎘、鎳氫電池受限於性能成長逐漸不符合市場需求,以及環保意識高漲等因素,逐漸失去其在可攜式電子裝置之領導地位。鋰離子電池近年來受惠於手機、NB產業蓬勃發展,成為市場需求規模最大、成長性最高的主流電池,然而卻屢傳電池危安事件,因此加緊安全材料之開發與應用,成為鋰電池廠商最重視的研發方向;而高分子鋰電池使用高分子電解質,取代鋰離子電池所使用之液態電解質,相較於鋰離子電池具有更好的安全性,不過價格偏高是目前廠商必須積極跨越的門檻。

在新興的可攜式電源技術方面如燃料電池,目前所面臨的最大困境在於產品的信賴度與成本,無法符合市場需求與現有電池技術相互競爭,因此必須找到各自所屬的利基產品,以其為載具作為技術發展平台,並發揮規模經濟的效果取得生產成本上的優勢,未來才有機會有大量商品化的產品普及於市場上。

(三) 互補性技術的開發

影響可攜式電源技術性能表現最主要的關鍵,在於正負極與電解質材料的開發以及製程上的改進。正負極與電解質材料或製程上出現重大突破,是可攜式電源快速商品化的重要關鍵。例如高分子電解質在鋰電池上的應用,取代原來電池中電解質與隔離層的功能,減少電池漏液及內部短路等問題,大為提高新型鋰電池的安全性;直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell;DMFC)採用高分子電解質作為質子交換膜,顯著改善放電穩定度,使得DMFC被應用於可攜式電子裝置的機會大為增加;而導電性高分子電極材料的應用,則使得鋰電池在能量密度及充電速度上的表現大為提升。在製程方面,奈米技術與微型製造技術的導入,是輔助可攜電源在不影響,甚至是可提升可攜式電源性能表現的前提下,邁向微小化的重要關鍵。

(四) 法規與政府支持

安全法規的限制將成為新式可攜式電源商品化能否成功的潛在風險。鋰離子電池和微型燃料電池都受到航運法規規範,目前已准許旅客攜帶鋰電池,或含有鋰電池的可攜式電子產品上客機;國際民間航空組織(ICAO)與國際民間航空運送協會(IATA),於 2007年亦宣告,符合IEC-62282-6-1品安規之可攜式燃料電池產品均可攜帶至民航飛機上,此將有助於提升燃料電池導入可攜式電子產品的機會。另外,可攜式電源於醫療方面的應用也將面臨嚴格法規限制,例如射頻供電系統(RF powering systems)於醫療的應用,可靠性和安全性即為消費者和政府單位所最關注的,因此廠商在進行開發時,必須特別重視產品在可靠性及安全性方面的表現,且可能必須面臨一段為期很長的認證期。

政府在可攜式電源技術發展初期將扮演重要的角色,由於經濟成本為大部分廠商在開發新興技術時的主要考量因素,然而電源產業必須耗費龐大研發經費、資源、取得的研發材料成本亦所費不貲且研發時程長,若能透過政府的支持減低資金壓力,將有助於可攜式電源技術的發展。

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關鍵字: #綠能環保
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青年如何跨出改變社會的第一步?Impact Star 3 組首獎團隊從教育到減塑,把想法帶進真實現場
青年如何跨出改變社會的第一步?Impact Star 3 組首獎團隊從教育到減塑,把想法帶進真實現場

許多年輕人懷抱熱忱,期盼透過行動讓社會變得更好,卻在起步時感到茫然,不知道該從何著手,也難以確認自己的想法是否回應真實需求。為了接住這份想要改變社會的熱情,「2026 Impact Star 青年影響力啟動賽」為青年搭起一個動手實作的舞台。

Impact Star 由新北市政府青年局主辦、社企流共同推動,邀請 5 個社會創新組織提出第一線問題,並安排專業導師陪伴 10 組青年團隊展開兩個月的實作,從訪談、理解需求開始,把點子一步步做成能進入現場測試的方案。

新北市政府青年局
圖說:新北市青年局 邱兆梅 局長分享「Impact Star 青年影響力啟動賽」的辦理初衷
圖/ 新北市政府青年局

把科學教材放進 LINE,協助老師更快完成備課

「LIS 情境科學教材」長期製作國中小科學影片與教學資源,這次競賽以「跨科教學減壓」為題,希望青年找出方法,協助非自然科背景的老師更容易使用這些教材準備科學課程。

本次獲獎團隊「EDU」成員劉子瑤、梁秭萁訪談一名剛進入教育現場的老師後,發現對方同時教授近 9 個科目,還要兼顧行政工作與班級經營,備課時間格外珍貴。因此決定把解決方案聚焦在備課流程最佳化,協助教師更快找到適合的教材。

「EDU」 決定利用教師們最熟悉的 LINE 官方帳號,整合 LIS 影片、投影片與教案,再把教材內容製作成視覺化備課卡。使用者只要透過手機,就能簡單掌握教學重點、課程流程及所需材料,直接放進既有的備課流程。

透過吸收教師的回饋,「EDU」 在競賽過程中持續調整,讓操作方式更貼近實際使用情境。最終作品在 3 名教師參與的初步測試中,於系統易用性方面獲得 82.5 分,反映受測教師對操作體驗的正面評價。

新北市政府青年局
圖說:劉子瑤、梁秭萁分享,未來也期待相同架構能延伸至其他科目,讓更多教學資源被帶進課堂。
圖/ 新北市政府青年局

把教育平權做成手機遊戲,讓青年找到參與方式

「TFT 為台灣而教」長期關注教育不平等,這次活動希望促進青年思考,如何讓高中生與大學生理解教育平權,並找到適合自己的參與方式。本次獲獎團隊「星築美少女」因此決定製作手機沉浸式遊戲《鐘響以前》,並將這些因素融入故事中。遊戲以一場為期 3 天的營隊為背景,玩家能在 15 至 30 分鐘內探索場景、與角色對話並蒐集線索。

遊玩過程中,玩家會發現一名叫做阿龍的孩子沒有出現在正式名單上;而阿龍未能參加營隊,背後牽涉交通、家庭照顧責任與行政程序等因素。玩家必須在有限的人力、時間與預算中作出選擇,透過安排阿龍的行程,切身理解教育不平等如何出現在孩子的日常生活中。

遊戲結束後,系統會依照過程中的選擇提供「行動者分類」,協助玩家了解自己適合投入陪伴、資訊整理或跨域解題,並附上 TFT 相關計畫與參與連結。在 67 名完成前後測的玩家中,認為自身專業難以對教育平權發揮作用的比例,由約 4 成降至約 2 成,顯示更多玩家在體驗後,看見參與教育平權的可能。

新北市政府青年局
圖說:星築美少女成員分享,自己曾在教育社會學課程中接觸相關議題,理解家庭、交通與經濟條件都可能影響一名孩子的求學歷程。
圖/ 新北市政府青年局

減塑求籤機走進飲料店,環保成為日常選擇

「海湧工作室」長期投入環境教育與廢棄物源頭減量,這次競賽希望讓民眾理解海洋廢棄物治理,並在日常生活中實際參與減塑。本次獲獎團隊「塑 per NOVA」從淨灘資料中注意到塑膠吸管造成的海洋廢棄物問題,也觀察到消費者即使知道減塑的重要,仍習慣於購買飲料時拿取塑膠吸管。

「塑 per NOVA」成員王姸儒、郭書睿,因此把實作場域選在手搖飲店,設計「減塑求籤機」。裝置設在消費者購買飲料的動線上,當消費者準備拿取吸管時,即提供可替代選項,讓減塑融入消費流程。

顧客投入 1 元後,可取得一支可自然分解的蒲草吸管,透過掃描 QR Code,可抽取線上環保籤詩。此求籤的趣味設計有效提升消費者嘗試意願,透過線上籤詩更進一步提供日常減塑方法介紹。

「塑 per NOVA」在 3 間飲料店測試兩週,累積約 150 次蒲草吸管取用。這段經驗讓他們直接觀察顧客如何操作裝置,也了解方案能否融入店家的營運流程,為後續拓展更多場域累積經驗。

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圖說:成員王姸儒、郭書睿設計「減塑求籤機」,讓減塑融入原本的消費過程。
圖/ 新北市政府青年局

前進新加坡,青年行動的下一步

獲得首獎的 3 組團隊,預計於 9 月底前往新加坡和南洋理工大學,與當地社會創新組織交流。團隊將延續這次實作累積的經驗,觀察新加坡如何回應相近議題,再思考哪些做法適合帶回台灣。

「EDU」希望了解新加坡如何支持非本科教師授課,以及當地社創組織有哪些能夠立即實踐的做法;「星築美少女」則將觀察教育政策的實際運作,及新加坡如何理解與推動教育平權。「塑 per NOVA」關注當地如何讓環保意識融入民眾生活,並希望從永續措施中找到減塑求籤機後續發展的方向。

頒獎典禮上,「星築美少女」成員王品然坦言:「一開始覺得社會影響力很遙遠,自己做不了什麼東西。」但參加完比賽後發現,踏出第一步就可能帶來改變,她說:「其實做一小步,你就可以改變一些東西。」

從起步時不知道該從何著手,到把方案帶進真實場域,3 組團隊在兩個月的實作中找到答案:青年不必等到有完整的解法才開始,只要先走近一個真實需求,並根據回饋持續調整,對社會的關心就能逐漸成為具體行動。

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