激發(fā)科技發(fā)展
　　幾十年以來(lái)我們一直聽說(shuō)關(guān)于燃料電池承諾在使用的時(shí)候可以提供清潔可靠的電能。這項(xiàng)技術(shù)最早在19世紀(jì)30年代被提及，其方法是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為直流電能，而不需要燃燒過(guò)程。
　　能量是在氫氣和氧化劑混合之后，通過(guò)一個(gè)陰極、一個(gè)陽(yáng)極和眾多可用的中間電解質(zhì)材料產(chǎn)生的。我們的星球上幾乎沒(méi)有純的氫氣，因此最常用的氫分子來(lái)源是天然氣。有些其他的燃料也可以作為氫氣使用，包括沼氣、柴油燃料或丙烷。
　　起源于太空計(jì)劃
　　我們是在20世紀(jì)60年代的太空計(jì)劃中聽到燃料電池的應(yīng)用的，當(dāng)時(shí)很樂(lè)觀的預(yù)測(cè)認(rèn)為在不久的將來(lái)燃料電池就會(huì)成為我們社會(huì)的主要能源。這些預(yù)測(cè)當(dāng)然是樂(lè)觀的有點(diǎn)瘋狂。對(duì)于太空飛船來(lái)說(shuō)，小尺寸的能源輸入既實(shí)用又必要，而對(duì)于家用、商用或工業(yè)使用，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看沒(méi)有發(fā)展規(guī)模。
　　近年來(lái)的發(fā)展見證了燃料電池終于成為令人關(guān)注的主流應(yīng)用的選擇。對(duì)于遠(yuǎn)距離通訊站點(diǎn)，它們可以作為備用供電，甚至某些場(chǎng)合的主要供電方式。它們成功的一個(gè)關(guān)鍵因素是有廣泛分布的天然氣經(jīng)濟(jì)可用。由垃圾填埋和沼氣池產(chǎn)生的沼氣不斷增加，使燃料電池作為一種替代燃料成為發(fā)電行業(yè)令人關(guān)注的應(yīng)用。
　　第二個(gè)關(guān)鍵因素是將氫氣從來(lái)源中以更高的效率提取出來(lái)的氫氣轉(zhuǎn)化爐得到了發(fā)展。轉(zhuǎn)化爐可以作為外部設(shè)備將氫氣注入到燃料電池，也可以設(shè)計(jì)在燃料電池自身內(nèi)部。
　　第三，新類型的燃料電池已經(jīng)被研制出來(lái)，相比老的技術(shù)，更加簡(jiǎn)單、電解質(zhì)壽命更長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)研發(fā)，燃料電池使用的電解質(zhì)包括融熔碳酸鹽、質(zhì)子交換膜（PEM）、磷酸以及不斷增加的固態(tài)氧化劑設(shè)計(jì)。
　　多電池組合
　　有些系統(tǒng)具有單獨(dú)電池，所產(chǎn)生的電壓和直流電流能量相對(duì)較低。通過(guò)堆疊多個(gè)單獨(dú)電池并將多個(gè)堆疊并列運(yùn)行，會(huì)獲得高得多的輸出。對(duì)于輸出在數(shù)百甚至數(shù)千千瓦的系統(tǒng)，通常會(huì)將直流輸出電流轉(zhuǎn)化為交流電流。
　　燃料電池發(fā)電經(jīng)常會(huì)伴隨著很高的熱量輸出，可以用在家庭或甚至工業(yè)用途。如果充分利用熱能副產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的效率高達(dá)90%。然而，要想完全實(shí)現(xiàn)這樣的高效率，必須具有與燃料電池運(yùn)行模式相匹配的熱能副產(chǎn)品應(yīng)用裝置?？墒菍?duì)于使用燃料電池的偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力裝置、或很多工業(yè)的、商業(yè)的或公共機(jī)構(gòu)裝置，這往往不太可能。特別是在這些情況下，發(fā)電效率是人們格外關(guān)注的。

　　固態(tài)氧化電解質(zhì)方式
　　如上文所提，一種新型的引起關(guān)注的燃料電池電解質(zhì)是固態(tài)氧化劑燃料電池。這些電池有望實(shí)現(xiàn)比許多其它系統(tǒng)類型獲得更高的電氣效率和更長(zhǎng)的運(yùn)行壽命，且對(duì)于制作精良的電解質(zhì)保護(hù)殼機(jī)構(gòu)的需求更少。
　　各個(gè)生產(chǎn)商都有其自有的電解質(zhì)設(shè)計(jì)，而且絕大多數(shù)都為陽(yáng)極和電解質(zhì)采用陶瓷襯底，與電解質(zhì)混合或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的化合物包含了各種不同形式和組合的稀有金屬，例如釔、鑭、釓。其目標(biāo)是在不會(huì)過(guò)度縮短電池壽命的溫度下實(shí)現(xiàn)最大效率。大多數(shù)固態(tài)氧化劑燃料電池的內(nèi)部運(yùn)行溫度都在500℃到1000℃（932F到1832F）之間。
　　陶瓷電解質(zhì)
　　如今最著名的燃料電池生產(chǎn)商之一是位于加利福尼亞州森尼韋爾市的布魯姆能源公司，它在新澤西州的紐瓦克有生產(chǎn)中心。布魯姆燃料電池的特點(diǎn)是陶瓷電解質(zhì)，并具有為支持發(fā)電化學(xué)反應(yīng)而特別處理的表面。每一個(gè)電池產(chǎn)生25瓦的電能，數(shù)千個(gè)電池堆疊起來(lái)，這些堆疊經(jīng)過(guò)組合構(gòu)成了多個(gè)100kW/AC和200kW/AC的發(fā)電單元。
　　根據(jù)布魯姆公司的發(fā)言人Alanna Gino所說(shuō)，他們的系統(tǒng)的發(fā)電效率比較高，因此不需要依賴副產(chǎn)品熱能回收來(lái)使其系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)更加有吸引力。Gino表示，“布魯姆能源公司的燃料電池為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電提供了一種清潔的、可靠的、經(jīng)濟(jì)有效的解決方案，并且消除了依賴傳統(tǒng)電網(wǎng)所帶來(lái)的運(yùn)行方面、環(huán)境方面以及經(jīng)濟(jì)方面的風(fēng)險(xiǎn)。用戶的獲益包括其項(xiàng)目的可預(yù)測(cè)性以及長(zhǎng)期成本節(jié)省，除此以外還減少了溫室氣體的排放以及用水量。”

　　模塊化方式
　　布魯姆能源公司的產(chǎn)品被設(shè)計(jì)為“能源服務(wù)器”，所提供的每個(gè)單元的大小分為100kWe及200kWe。能源服務(wù)器經(jīng)常組合在多單元的包裝中。Gino表示，“布魯姆能源服務(wù)器是模塊化并可擴(kuò)展的，很容易適應(yīng)各種地理和工廠類型的現(xiàn)場(chǎng)安裝。它們服務(wù)的行業(yè)和領(lǐng)域廣泛，包括零售業(yè)、物流、科技、制造業(yè)、金融服務(wù)、食品飲料、數(shù)據(jù)中心、生物科技、安全健康以及政府機(jī)構(gòu)和非營(yíng)利組織?！?BR>　　安裝數(shù)量不斷增加
　　Gino指出，經(jīng)濟(jì)的可靠的天然氣和沼氣資源為擴(kuò)大燃料電池的使用提供了穩(wěn)定的供給以及有吸引力的經(jīng)濟(jì)的方案。迄今為止，在美國(guó)和日本一共裝備了超過(guò)140MWe的容量。大規(guī)模的單體安裝包括猶他州的易趣公司的6MWe，北卡羅來(lái)納州的蘋果公司的10MWe， 以及特拉華州德瑪瓦半島的30MWe。
　　一個(gè)值得考慮的選項(xiàng)
　　專家們對(duì)于過(guò)度夸大燃料電池在我們未來(lái)的能源計(jì)劃中所發(fā)揮的作用表示必要的謹(jǐn)慎態(tài)度。我們?cè)谶^(guò)去犯過(guò)這樣的錯(cuò)誤。不過(guò)隨著電池單元效率的提高、電解質(zhì)生命的延長(zhǎng)以及經(jīng)濟(jì)的天然氣供給都使得模塊化燃料電池成為一個(gè)值得考慮的選項(xiàng)。如今的時(shí)代面臨嚴(yán)格的排放控制以及可選的能源方式變得有限，燃料電池正在發(fā)揮其自己的作用。