燃料電池具有可逆性、可與其他系統聯合循環提高效率與減少溫室氣體排放，及可利用各種烴類或醇類燃料，或來自垃圾填埋氣體、厭氧消化氣體、生物質或氨中提取氫氣，多元化燃料來源的特色，被視為下一代的發電系統。目前燃料電池多應用於固定式電源、攜帶式電源、輔助電源裝置和物料搬運設備，依2016-2018年的全球主要應用領域在燃料電池的專利分布，全球主要車廠共有530件燃料電池的專利，預估未來燃料電池車輛將成為市場趨勢。另一方面，歐洲、美國、日本和韓國政府也在預算、獎勵措施及氫燃料的基礎建設上大力支持燃料電池的發展。預估電池壽命、材料及製造成本將是未來商業化的主要挑戰因素。

燃料電池種類繁多且應用層面廣，從2016-2018年各國專利佈局著重於SOFC、PEMFC、ZAFC、MFC、MAFC，各大車廠主要布局在PEMFC。科研方面多著重在MFC、SOFC、PEMFC技術，值得注意的是ZAFC在過去兩年成長3.2倍。以下為Forst & Sullivan預估最具商業發展潛力的新興技術，其技術特色在於燃料來源的多元性、低成本和高附加值，如廢水處理和碳的捕獲。

一、固酸態燃料電池(SAFC)

利用無機化合物固體酸做為燃料電池電解質，高導電率且能抑制醇類燃料穿透，在傳導過程中因為不需水當媒介，故無需額外增加氣體增濕設備。工作溫度在100-300度左右，除可提高催化劑的利用效率，亦降低對燃料的純度需求，具有抗一氧化碳及甲醇氧化中間體中毒的優勢，使SAFC越來越受業界的關注。但仍需減少觸媒上貴金屬(Pt)的含量以降低成本，及解決電解質易溶於水，在相變溫度以上容易變形、脆化的問題。

二、直接碳燃料電池(DCFC)

是採用固體碳為燃料（煤、焦炭、焦油、氣體碳和生物碳等），在工作溫度600-1000度時通過電化學氧化反應直接轉換為電能的裝置，能量轉換效率高且無需貴金屬(Pt)作為催化劑，最終產物二氧化碳低於燃燒過程所產生的排放量。目前尚在實驗室原型機測試階段，功率密度低且碳酸鹽電解質具有強腐蝕性，降低電池壽命，仍需進一步改良才能達到商業化產品規模。

三、鋅空氣燃料電池(ZAFC)

以鋅作為燃料，利用鋅的氧化與氧的還原產生電能，且反應所得產物為氧化鋅及水，除可將反應逆轉，把氧化鋅再生成鋅金屬顆粒，亦可直接作為工業原料。ZAFC相較其他電池比能量及功率密度較高，燃料取得容易且便宜，對環境污染程度低，且在密封狀態自放電率年損失僅2%。目前美國加州鋅空氣電池公司 NantEnergy已開發出100美元/kWh以下的低成本可逆的儲能系統，並應用在偏遠地區的電源供應。未來須進一步解決其強鹼性電解質易腐蝕電池附近零件，且易與空氣中二氧化碳結合形成碳酸鹽阻塞電極，降低導電率等問題。

四、鎂空燃料電池(MAFC)

燃料金屬鎂與空氣中的氧發生化學反應產生電能，其具有高能量密度，安全潔淨且低成本的優勢，美國MagPower Systems Inc.公司已開發出近80%發電效率的鎂空燃料電池，在商業上極具競爭力。但鹽水容易的電解質易與產物發生反應，且易發生電池極化現象及陽極鎂的腐蝕，未來開發重點將在電解質材料、高能量密度的正極材料及可完全充電的製造技術。

五、質子陶瓷燃料電池(PCFC)

PCFC採用具有質子傳導性的陶瓷材料為電解質，操作溫度一般在400-700℃左右。美國科羅拉多礦業學院針對11種不同的碳氫類燃料進行試驗，再持續8000多小時運轉下，氫氣轉換效率達97%，法拉第效率也高達90-98%左右，其持久性及性能皆獲得很好的驗證。目前該技術仍在實驗室研發階段，其成本、高溫材料的開發及複雜的製造技術成為商業化的關鍵考量。

六、 微生物燃料電池(MFC)

利用生物電化學的原理使有機物質(如廚餘、廢水、河川底泥、畜牧廢棄物)透過觸媒上的微生物進行降解產生電力，並具有汙水回收再利用的功能。目前布里斯托生物能源中心(Bristol BioEnergy Centre)與PEE POWER公司合作開發出將尿液轉化成電能的MFC，除可提供照明或手機充電外，亦可產出天然植物肥料的副產物。未來須解決微生物在低溫環境中無法進行反應的問題、增加電池材料的壽命及強度、發展大型化技術。

七、酶生物燃料電池(EFC)

為生物燃料電池的一種，從生物體中提取出酶作為催化劑，燃料來源可為氫氣、甲醇或是有機化合物，主要應用在穿戴裝置或植入式感測器的電源供應上。如日本筑波大學開發出一種穿戴式裝置酶燃料電池，電極採用氧化鎂與碳纖維的複合材料，MgOC紡織電極材料輕薄且柔軟，且功率密度可達2mW/cm2。目前該技術研究方向在解決酶生物燃料電池效率低，壽命短，發電能力不強的問題。