目前，解决未来的能源问题成为人类社会面临的头等大事。专家们一方面呼吁发展节能技术，另一方面，从能源系统的角度提出要开发使用新能源，减少或取代对能源矿产的依赖。
虽然未来能源应以可再生能源为基础，但据专家们预测，以化石能为主的能源格局在相当长时期内还不会改变，煤炭在世界范围内还有可能再次成为主要的一次能源。特别是中国，一次商品能源以煤为主，在中国一次能源结构中将长时间占据不可替代的地位。因此发展能源矿产新技术，特别是洁净煤技术，减少环境污染，是我国和世界目前面临的重要战略任务。
燃料电池
世界燃料电池发展现状
我国在20世纪60年代曾进行过多种燃料电池的试验室研究工作（熔融碳酸盐、碱性氢氧、离子交换膜，NH3空气、肼空气等），70年代曾投入大量人力、物力研制空间用燃料电池（离子交换膜、培根氢氧、石棉膜氢氧等）及地面用燃料电池（NH3空气、肼空气）系统，并分别达到系统演示的程度。进入80年代，哈尔滨电站设备成套设计研究所进行了短期（1987~1991年）熔融碳酸盐燃料电池探索性研究。
美国近30年来一直在进行燃料电池的研究。美国政府（能源部）和私人公司每年燃料电池的总投资为7000万美元（不包括能源部和国家宇航局NASA对国防和空间用燃料电池的投资）。在90年代达到燃料电池系统的商品化。
目前，美国主要有两家公司在研制1~11兆瓦的分散型PAFC电厂，经过12千瓦级、40千瓦级和4.5兆瓦级的预先研制及现场试验和演示，美国IFC与东芝合作研制的11兆瓦级分散型发电系统（准商用机）于1991年由日本东京电力公司五井火力发电厂进行试验运转。1993年3月完成了试验。
IFC研制的200千瓦级电厂，已有50多家订货，并在1992~1993年间陆续交货。200千瓦级电厂目前价格为2500美元/千瓦，期望能在10年内降至1500美元/千瓦，再进一步降低至1000美元/千瓦。
自1987年起，美国燃料电池研究重点转向MCFC和SOFC。对于MCFC的基础研究是从1975年开始的，研究工作进展较快。
美国能量研究公司（ERC）从70年代就开始MCFC和内重整技术的研究，1992年制造4平方英尺①170千瓦级MCFC电堆，1992~1993年与PG＆E一起对6平方英尺/120千瓦级的MCFC电堆进行评价试验。根据NOMO协议设计制造的2千瓦级电池，计划于1994年进行演示。1996年出售2千瓦级早期产品（计划50台）。1998年开始出售正式商品，年生产能力约为400兆瓦。
美国于1990年6月又成立了燃料电池商品化集团（FCCG），由ERC产品未来的用户与投资者组成。
ERC认为内重整煤制气作燃料的电厂，效率可达47％。排放物COx、NOx至少比目前最严格的标准低一个数量级，释放的CO2也由于系统效率高而很少。
日本于1981年开始执行燃料电池发展15年计划，是日本大规模节能计划——月光计划的一部分，对PAFC、MCFC、SOFC、AFC等四种燃料电池作研究。政府对月光计划中燃料电池的总投资为4亿美元，私人公司投资为政府的3~4倍，为12~16亿美元。现日本每年花在燃料电池上的费用为1.2~1.5亿美元。1990年政府追加约2亿美元专门用于MCFC的研究。
从1981~1990年集中研究PAFC，现已有2个1兆瓦级电厂，一个设在关西靓港发电所，低温（190℃）、低压（4大气压）型，分散发电。
日本PAFC研究协会还制订了下一阶段目标，进行5兆瓦级集中型发电厂和1兆瓦级就地分散型发电PAFC的设计、制造与运转试验，以加速PAFC商品化。从1991年起，研究重点放在MCFC上。
欧洲对燃料电池的注意在增长。欧共体制定了一个自1989~1992年的JOULE计划（非常规或远期能源联合行动计划）。各国的国家计划都与欧共体的计划紧密相连，具体方针是PAFC从日、美购买进行试运转，MCFC及SOFC自行设计研究，但规模较小。
韩国从日本购置5千瓦PAFC电堆，自己配置重整装置，以甲醇为燃料，电池于1988~1989年进行了两年试验，现已完成。
新型燃料电池
世界上最大的燃料电池问世
由美国IFC公司制造，日本东芝公司改装，安装在东京电力公司五井火电厂进行连续运行试验的容量为1.1万千瓦（目前世界最大）的磷酸盐型燃料电池发电系统，现已按7000千瓦负荷连续运行1000小时成功。今后拟继续运行1万小时以考核其装备的可靠性、发电效率和质量。如经长期运行无问题，则下一步将出力提高到1.1万千瓦设计值，继续进行长期连续运行试验，以便为转入商业性运行创造条件。
这台燃料电池耗资约百亿日元，于1991年建成试运行，在运行中曾不断进行改进。它以甲烷为燃料，发电效率已达40％，利用余热后总的热效率可达70％。由于它基本上不排放NOx和SOx等污染物，是首都圈内的理想的小型分散电源。适于医院、宾馆自用型的200千瓦级磷酸盐型燃料电池已在大量试用中。
高温下工作的燃料电池
以商用为目的开发的燃料电池，因引起电化学反应的电解质种类不同，大体上可分为以下三种类型：
磷酸型电解质燃料电池工作温度为200℃，最后的产物是电、蒸气和热水。这种技术基本上已达到实用阶段，日本和美国都在推进其商用化。
融熔碳酸盐型燃料电池这种燃料电池在高温下以熔化状态的碳酸盐作为电解质，工作温度为650℃，发电效率高。这种燃料电池由于需要热量，也可以直接供给高温气体。
固体电解质型燃料电池采用固体氧化物的烧结体作为电解质，工作温度高达1000℃。
在这三种类型的燃料电池中，工作温度最高的就是固体电解质型燃料电池。这种燃料电池与其他类型的燃料电池相比，工作温度（1000℃）要高得多，而且发电效率也高。另外，由于工作温度高就能促进燃料电池的化学反应，而不再需要促进反应的催化剂，这也是一个特征。因此，作为基本燃料，除了利用天然气之外，还可利用包含一氧化碳的煤气等气体。进一步来说，这种类型的燃料电池因为构成要素全都是固体的，耐用性也就有可能提高。
而且由于制造方法和结构简单，容易进行大量生产也是这种电池的一个优点。但是，如果要在实际中应用，开发高性能和高可靠性（长寿命）的陶瓷元件就十分重要了。突破这个重点的是东陶机器公司（TOTO）。
东陶机器公司与九州电力公司合作，共同开发了固体电解质燃料电池。
他们采用“浆料镀层法”（将基片浸入能使原料分散的溶剂中进行焙烧而形成薄膜，再在薄膜上进行镀层的方法）开发了圆筒形固体电解质燃料电池，这也是世界上首次获得成功的燃料电池。这里所谓的浆料，是应用该公司制造卫生陶器的技术研制的。
当前他们在进行2000小时的耐久性试验，有希望取得理想的结果。
开发第三代燃料电池
天然气驱动的陶瓷燃料电池有希望获得便宜、清洁的电能。
澳大利亚科学家建造了一些小型陶瓷燃料电池。它们能直接把天然气转变成电能，无需发电机。正在研究这项技术的科学家认为，这种化学反应能比最好的常规燃气发电厂多生产30％电能，而且它能给任何场合提供电能。
这种氧化锆燃料电池，使用矿物沙锆（伴有其他奇异的物质）绕过这一工艺过程，直接把天然气转变成了电能。
这种工艺过程还能产生1000℃高温。如用来驱动燃气轮机电厂，则效率可达80％。
该工艺过程比常规燃气发电对环境的危害小，它产生的二氧化碳只有常规燃气发电厂的一半。它产生的氧化氮和二氧化硫也比常规燃气发电厂少得多。
预计在七年内这种样机可投入运行。陶瓷燃料电池公司计划在今后5年中将花约2400万美元研制这种燃料电池技术。
这种燃料电池可制成积木式，它能为边远的作业单位提供动力，这样做要比柴油发电或把该地同附近的电网连接起来要便宜。随着需求量的增加，能层叠更多的燃料电池，以满足增加的电力需求。
第一代燃料电池在20世纪60年代用于航天器，使用的是磷酸，但实践证明这种燃料电池效率很低。后来又研究过熔融碳酸盐电池。
以氧化锆为基础的第三代燃料电池，通常叫作固体氧化物燃料电池。
燃料电池堆的成本约为一座发电厂的20%~30％，必须能连续运行5年才能在经济上可行。这种燃料电池的运行时间能超过5年。
小型燃料电池堆能为购物中心、医院、军事基地供电，而较大的燃料电池可为城市供电。
美国威斯汀豪斯电气公司研制成功的固体电解质型燃料电池已经连续运行5000小时，功率为25千瓦。
这台燃料电池原型装置在匹兹堡郊外研制成功，1993年1月底运往日本，设置在神户市的六早新能源实验中心。该公司将把实证试验委托给关西电力公司，自己则开始研制100千瓦的装置。
固体电解质型燃料电池是不产生二氧化硫等大气污染物质的燃料中发电效率最高的（达60％以上），被认为是21世纪的主要发电技术。
日、美、加等国均在积极开发固体电解质燃料电池。
日本东邦煤气公司开发成功发电密度最高的固体电解质燃料电池。它采用在锆质陶瓷电解质中加入氧化铊添加剂，达到成本低和耐热性好的目的。
电池由厚0.25毫米自立型电介质板被电极夹紧而成，强度和电导率均为以前的2倍以上，发电试验结果，平均1平方厘米发电1.61瓦（以前均＜1瓦），从而保证了电池体积的小型化。由于电导率的改善，工作温度亦可降低。这样对提高使用寿命亦有利。下一步拟进行实证试验，已于2000年商品化。
美国道氏化学公司和加拿大巴兰道动力公司决定合作开发使用阳离子交换膜新材料的高效第三代燃料电池，已在2000年商品化。由于燃料电池以从天然气等燃料中分解后的氢和氧通过塑料膜的电介质反应而发电。故薄膜变薄可加速离子通过速度而提高出力，道氏公司利用本公司生产交换膜和有经验的燃料电池开发者巴兰道公司合作，争取2010年在可达数十亿美元的大市场中占有大份额。
日本新能源产业技术综合机构已开始组织开发固体高分子电解质燃料电池。鉴于这种燃料电池电力密度高、体积小和低温下启动等特点，将来可作为电动汽车和家庭分散用电源。计划已于1995年投资了10亿日元，第一步先开发了1千瓦级。关于实用电池组的开发，委托东芝、三菱电机和三洋电机负责。
高分子固体电解质燃料电池和常用磷酸盐型燃料电池不同，它以固体高分子膜为电解质，可在低温下启动，并占地小，1965年美国已用于宇航事业，但由于价格高和以纯氢作燃料，故长期只限于宇航和军用。近年来随着高分子膜性能和燃料处理技术的进步，美、德已开始研究用于民用，为此，日本亦紧紧赶上。
储能再生型燃料电池
近年来铁铬氧化还原液流电池在日本快速发展起来，这是用于储能的一种新型再生型燃料电池。这种电池于1975年开始小型研究，而到了20世纪80年代才作为大型节能技术开发目标之一，被列入日本工业技术院新型电池电力储存系统的12年研究开发的“月光计划”。
这是一项完整的实用性电力储存技术计划。它的最终目标是研制成功功率为1000千瓦级的新型燃料电池电力储存系统，这一系统的基准充放电时间为：8小时充电，8小时放电。总能量效率为70％以上（交流输入、输出功率）；寿命为充放电循环1500次以上（耐用年数约10年）；环保达到全部法定环境标准。
便携式燃料电池
日本三洋电机公司宣布，它已开发出世界上第一个高性能的便携式燃料电池。该公司称，这个燃料电池重28公斤，能产生250瓦功率，足够户外摄像或从事文娱活动用，对环境无害。该燃料电池采用磷酸和吸氢金属产生电能。预计还将研制家庭供电用的2千瓦或3千瓦的小型电池。
作为小型潜艇动力源的燃料电池
