■MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell, 용융탄산염 연료전지)

전해질로 용융탄산염을 쓰는 연료전지다. 600℃ 이상의 고온에서 작동하고, 양질의 폐열을 얻을 수 있어 열병합 발전으로 시스템의 효율을 증대시킬 수 있으며, 연료로는 수소 이외에 이산화탄소도 사용이 가능하다. 석탄가스화 장치와 조합해 대규모 발전시스템을 구성할 수 있다.

또한 고온 운전 시 발생되는 열로 천연가스를 전지 내부에서 직접 수소와 CO2로 개질해 연료로 이용하는 내부 개질이 가능하기 때문에 연료의 전처리 공정을 단순화시킬 수 있는 장점도 있다.

■PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell, 인산형 연료전지)

전해질로 인산(H3PO4)을 사용하는 연료전지며, 작동 온도는 160∼250℃ 정도이다. 인산형 연료전지는 95% 이상의 진한 인산을 탄화규소(SiC) 매트릭스에 함침시킨 것을 전해질로 사용하며 천연가스, 나프타, 액화석탄가스와 같은 화석연료나 메탄올 등의 연료를 개질기를 통해 수소를 발생시켜 사용할 수 있으며 이에 함유돼 있는 이산화탄소나 미반응 탄화수소도 연료전지의 반응에는 영향을 미치지 않는 장점이 있다.

인산은 가격이 저렴하고 풍부하므로, 1960년대부터 주로 미국에서 개발이 진행돼 실용화된 시스템이며, 가장 먼저 상용화된 연료전지다.

■PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell, 고분자 전해질 연료전지)

고분자를 전해질로 사용하는 연료전지다. 100℃ 이하에서 운전되며 주로 사용되는 운전온도는 상온에서 80℃ 정도다. 연료전지 자동차에 적용될 경우 영하의 온도에서도 시동이 가능하도록 제작되고 있다. 연료극(Anode)에서 생산된 수소이온(H+)은 전해질을 통해 공기극(Cathode)으로 이동하고 공기극에서 산소와 반응해 물을 생성하면서 전기를 발생시킨다.

고분자 전해질 연료전지(PEFC)와 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)가 있으며, 이 두 형태의 연료전지가 모두 프로톤(Proton) 교환막을 사용하기 때문에 이 둘을 합해 프로톤 교환막 연료전지(PEMFC : ProtonEx-change Membrane Fuel Cell)라고도 한다. 일반적으로는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)는 수소를 연료로 사용하는 경우에 가장 많이 일컬어진다.

■SOFC (Solid Oxide Fuel Cell, 고체 산화물 연료전지)

전해질로 고체산화물(주로 이트륨옥사이드(Y2O3)로 도핑된 지르코늄 옥사이드 (ZrO2)를 많이 사용)을 사용하는 연료전지며 공기극에서 연료극으로 산소 음이온이 이동한다. 연료전지 중에서 가장 높은 온도(700∼1000℃)에서 연료전지 반응이 이뤄진다.