燃料電池是一種生物以及電化學系統(tǒng)，根據(jù)所使用的電解質(zhì)和制造過程進行分類。通過電化學過程，這些燃料電池產(chǎn)生各種形式的能量，或用于產(chǎn)生基于熱的能量或電力，而不需要燃燒或氣化等過程。目前有幾種燃料電池技術處于原型開發(fā)或研究階段，其中一些突出的技術在使用的電解質(zhì)、發(fā)生的化學反應、涉及的催化劑、工作溫度和用作原料的燃料類型方面有所不同。下面就目前已知的燃料電池分類以及特點給您簡單科普。下面1用圖片的方式簡單呈現(xiàn)了各類型燃料電池所用的燃料以及簡單結(jié)構(gòu)釋義和工作溫度等；圖2用表格方式給各位看官呈現(xiàn)了各類型燃料電池所需的電解質(zhì)、工作溫度、燃料、以及優(yōu)缺點。

一、聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（PEMFC——Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells）

二、直接甲醇燃料電池（DMFC——Direct Methanol Fuel Cells）

大多數(shù)燃料電池的動力來自氫氣，氫氣可以直接供應給系統(tǒng)，也可以通過重整富氫燃料(如甲醇、乙醇或碳氫化合物)產(chǎn)生。但是，DMFC(直接甲醇燃料電池)的運行基于100%的甲醇，在直接注入燃料電池陽極之前，甲醇通常與水混合。DMFC不會遇到其他燃料電池系統(tǒng)常見的燃料儲存困難，因為甲醇比氫具有更高的能量密度(盡管低于汽油或柴油燃料)。此外，甲醇是一種液體，很像汽油，這使得它更容易通過現(xiàn)有的基礎設施運輸和分銷。DMFC通常用于便攜式燃料電池應用，如手機和筆記本電腦。目前有一些企業(yè)在做商業(yè)化推廣，尤其在基站等場景。結(jié)構(gòu)原理如下圖4所示：

三、堿性燃料電池（AFC——Alkaline Fuel Cells）

四、磷酸燃料電池（PAFCs——Phosphoric Acid Fuel Cells）

磷酸燃料電池(PAFCs)是一種將液態(tài)磷酸作為電解液的電池，它被包裹在碳化硅基體中，并由聚四氟乙烯鍵(PTFE)合而成。電極由含有鉑催化劑的多孔碳組成，電池中發(fā)生的電化學反應可以在右側(cè)的圖1中找到。PAFC通常被稱為“第一代”現(xiàn)代燃料電池，被認為是成熟的電池類型之一，已經(jīng)在商業(yè)上使用了一段時間。它們主要用于固定發(fā)電，但也有PAFCs為大型車輛(如城市公交車)供電的實例。與質(zhì)子交換膜(PEM)電池相比，PAFCs在耐受轉(zhuǎn)化為氫的化石燃料中的雜質(zhì)方面具有優(yōu)勢。PEM電池很容易被一氧化碳“中毒”，因為一氧化碳會與陽極的鉑催化劑結(jié)合，從而降低燃料電池的效率。相比之下，PAFCs對雜質(zhì)有一定的容忍度，在熱電聯(lián)產(chǎn)時效率超過85%。然而，它們單獨發(fā)電時效率較低，效率范圍為37%-42%。這一效率水平僅略好于以燃燒為基礎的發(fā)電廠，燃料為基礎的發(fā)電效率通常在33%左右。此外，與同等重量和體積的其他燃料電池相比，PAFC的功率更小，體積更大，這使得它們的生產(chǎn)成本更高。制造這些燃料電池需要大量昂貴的鉑催化劑，這導致了更高的成本。代表性的企業(yè)如韓國斗山（DOOSAN）等，主要用于固定式發(fā)電以及無人機等。具體結(jié)構(gòu)原理示意圖如下圖6（實在沒找到更好的圖片）。

五、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC——Molten Carbonate Fuel Cells）

六：高溫固體氧化物電池（SOFC——Solid Oxide Fuel Cells）

這種高溫操作不需要貴金屬催化劑，從而降低了成本。此外，SOFC可以在內(nèi)部改造燃料，允許使用各種燃料，并減少與系統(tǒng)中添加轉(zhuǎn)化器相關的費用。固體氧化物燃料電池(SOFC)與其他類型的燃料電池相比具有明顯的優(yōu)勢。例如，它們可以比其他類型的電池忍受更多的硫，而且它們對一氧化碳中毒不敏感，這意味著它們可以使用各種燃料，如天然氣、沼氣和煤衍生氣體。此外，高溫操作消除了對貴金屬催化劑的需求，使其更便宜。然而，高溫操作帶來了挑戰(zhàn)，包括啟動緩慢和熱屏蔽要求，這使得它們不適合運輸。此外，由于高溫下的惡劣條件，耐久性是一個關鍵問題。因此，開發(fā)能夠承受這些條件的低成本材料至關重要。一種很有前景的方法是開發(fā)溫度較低的SOFC，其耐久性問題較少，操作成本也較低。雖然這些低溫SOFC還沒有達到與高溫系統(tǒng)相同的性能，但科學工作者們目前正在開發(fā)可以在這種較低溫度范圍內(nèi)工作的堆疊材料。目前相關企業(yè)國內(nèi)外也比較多。具體工作以及結(jié)構(gòu)原理如下圖8。

七、可逆燃料電池（RFC——Reversible Fuel Cells）