根据所用的电解质,燃料电池一般被分为如下5类:
(1)质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell PEMFC):该类燃料电池使用能够传导氢离子(H+)(即质子的高分子聚合物做为电解质,最常用的电解质是全氟化的磺酸质子交换膜,其中的磺酸根(-SO3H)是传导离子的集团,被传导的离子是质子。
(2)碱性燃料电池(alkaline fuel cell,AC):该类燃料电池使用能够传导氢氧根离子(OH)的液体或固体物质做为电解质。早期的电解质为KOH水溶液,但由于空气中的CO2会和KOH反应生成溶解度比较低的碳酸盐,逐渐堵塞电极中的微孔并降低OH的浓度,不适合在地球上使用,只能用于外层空间。为了克服这一缺陷,自2000年左右起,人们开始开发能够传导氢氧根的高分子聚合物,但目前离商业化的要求还有距离。
(3)磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell,AFC):该类燃料电池使用磷酸做为电解质,被传导的离子是氢离子(H)液态磷酸通过毛细作用被吸附在固态的基体如多孔碳化硅中。自20世纪9年代,人们开始尝试使用高分子聚合物如聚苯并咪唑(polybenzimidazole)做为承载磷酸的基体。
(4)熔融盐燃料电池(molten carbonate fuel cell,MCFC):该类燃料电池使用能够传导碳酸根离子(CO32)的熔融L2CO3+K2CO3或Li2CO3+na2CO3做为电解质,电解质吸附在多孔的固态 LiA1022基体中。
(5)固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC):该类燃料电池使用能够传导氧离子(02)的高温固态陶瓷材料做为电解质,最常用的是掺杂有少量三氧化二钇的二氧化锆(YSZ)
如果按照运行温度来分,质子交换膜燃料电池是低温燃料电池(<100℃),碱性燃料电池既可是低温(<100℃))也可是中温(100~250℃)燃料电池,磷酸燃料电池是中温燃料电池(~200℃),熔融盐燃料电池(~650℃)和固体氧化物燃料电池是高温燃料电池(700~1000℃)