一场便携能源的革命

（文 / 易欢）

微型发动机

姜开春

“我们最初的设计动力是希望替代传统电池，因为我们备受电池能量的限制。”姜开春研究小组的一位成员麦克尔·沃德对本刊记者谈起他最初的想法，“电池的电量低l，定时更换和环保回收的成本并不低，所以我们的微型发动机有希望在几年内顶替掉电池。”

姜开春同他的研究伙伴设计的小体积高效率微型发动机的原理基于在研究起始阶段做的一项评估：根据单位重量热能转换计算，每千克的铅电池只能释放30到40瓦小时的能量，每千克镍化合物电池是60到80瓦小时能量，而每千克汽油和乙醚却能释放高达13400瓦小时和15400瓦小时的高能，氢气则更能够将这个数字提升39400瓦小时。基于此项预估，姜的研究小组认为完全有可能开发一套体积同普通电池相当，但具有高能量输出比的“能量引擎”。姜开春解释说：“汽车和飞机都有专门的发动机，可移动电话里还没有，我们要做的就是令移动电话自己发电，完全不需要电池和充电器。”

其实早在1992年美国加利福尼亚伯克利分校就有人研究类似引擎的可行性，但是碍于当时工艺技术未能实现。姜的研究小组之所以能够突破，还要归功于制造工艺，尤其是微型引擎制造过程中材料和蚀刻压制技术上的发展，使微型发动机的燃烧室和联动机械装置得以做到毫米级。

这种微型发动机带来的便携设备的能源革命，除了用于移动电话和笔记本电脑这些传统电池使用体外，最有可能令医学领域发生重大改变。微型引擎一个燃料盒可以持久释放近两年电能的特性，非常适合为心脏起搏器这类持久频繁运转设备提供电能。更为广阔的应用领域还是在军事上，而微型引擎很有可能成为袖珍飞行器的动力源。伯明翰大学工程学院的主任格雷汉姆·戴维斯在接受采访时感叹：“微型引擎很有可能颠覆很多传统设备，同时也有可能创造更多的新装备出来。”

专访姜开春博士

三联生活周刊：您和您的研究小组是如何启动这项研究计划的。

姜开春：1999年我们就开始准备，但是伯明翰大学只能给我们提供研究环境，却没有经费。研究小组向支持工程研究基金(EPSIC)递交可行性报告，最终申请到63000英镑作为种子研究经费。

我们属于伯明翰大学微米和纳米研究中心，但我本人是制造和机械工程学院的讲师，另外的同事有来自物理学、机械学和材料应用等领域的。我们小组有三位永久学术工作者，外加技术员和秘书，其余都是学生。我们是英国第一个将微米和纳米归人机械系的研究组。

三联生活周刊：研究成果归属如何。

姜开春：下一步就需要吸引社会投资，甚至在3到4年内引入100万英镑的风险投资。我们这项研究目前已经申请了专利，我个人和学校各享有50%的专利权。如果一切进展顺利，伯明翰大学甚至支持我们独立出一个商业的公司来专门研究微型引擎，为早日替代电池铺平商业化道路。