燃料电池（fuel cells）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。另外，燃料电池把氧气和燃料作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

由于能源与环境已成为人类社会赖以生存的焦点问题，近20年来，燃料电池这种高效、洁净的能量转化装置得到了各国政府、开发商、研究机构的普遍重视。燃料电池在交通运输、便携式电源、分散电站、航空航天、水下潜器等民用与军用领域展现了广阔的应用前景。

应用场景

燃料电池主要有三大类应用场景：固定电源、交通运输和便携式电源。

固定电源

固定电源应用是目前最大的市场。固定电源市场包括所有的在固定位置运行的作为主电源、备用电源或者热电联产的燃料电池，比如分布式发电及余热供热等。固定燃料电池被用于商业、工业及住宅主要和备份能发电，它还可以作为动力源安装在航天器、远端气象站、大型公园及游乐园、通讯中心、农村及偏远地带。

交通动力

交通动力应用是目前关注度最高的燃料电池应用领域。交通运输市场包括为乘用车、巴士、客车、叉车及其他以燃料电池作为动力的车辆提供的燃料电池，例如特种车辆、物料搬运设备和越野车辆的辅助供电装置等。

便携式电源

便携式电源包括笔记本电脑、手机、收音机及其他需要电源的移动设备。

燃料电池的能量密度通常是可充电电池的5到10倍，已有直接甲醇燃料电池DMFC和PEMFC被应用为军用单兵电源和移动充电装置上。成本、稳定性和寿命将是燃料电池应用于便巧式移动电源的所需要解决的技术问题。

应用现状

固体氧化物燃料电池（SOFC）

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化成电能的全固态化学发电装置，可直接使用氢及各种含碳燃料，与现有能源供应系统兼容，应用前景广泛。

目前，中国的SOFC研究工作目前还处于起步阶段，中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学技术大学、清华大学、吉林大学等是国内主要从事SOFC研发的机构和高校。在核心关键技术方面，美国、欧洲、日本等发达国家（地区）一直处于世界领先地位，经过几十年的技术研发和攻关，已经基本实现了SOFC技术的商业化运行。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）

质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）是目前最接近商业化的燃料电池，也是未来最有希望为新能源汽车提供动力的电池。

PEMFC的工作温度低、发展规模大，在小型电源领域，有 96%是PEMFC。PEMFC在交通领域被“寄予厚望”，全球几乎所有的汽车制造商都在致力于燃料电池汽车的研发 。目前，PEMFC的研究重点是开发低铂（Pt）、高稳定性的氧还原反应催化剂以及国产自主化的质子交换膜，提高电池电堆性能及寿命。

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）

熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）具有燃料来源广、占地面积小、污染物排放少、发电效率高等优点，MCFC燃料电池与其他燃料电池的区别在于：为避免电解质碳流失，反应中需用到CO2，CO2在阴极消耗，在阳极再生成，循环使用，使温室气体排放量大大降低。特别适用于做分布式电站，实现冷热电联供，对节能减排、提高能源利用效率具有重大意义。

我国MCFC起步较晚，随着各高校和研究院所的技术攻克，已逐渐掌握了MCFC关键材料的制备方法，并不断突破关键技术。