В последнее десятилетие или два Соединенные Штаты уделяли особое внимание исследованиям и разработкам топливных элементов, в то время как Япония активно занималась развитием технологий, основанных на внедрении американских технологий. Причина, по которой топливные элементы привлекли внимание некоторых развитых стран, заключается главным образом в том, что они обладают следующими преимуществами:
01) Высокая эффективность. Поскольку химическая энергия топлива напрямую преобразуется в электрическую энергию без промежуточного преобразования тепловой энергии, эффективность преобразования не ограничивается термодинамическим циклом Карно; поскольку нет преобразования механической энергии, можно избежать механических потерь при передаче, а эффективность преобразования не зависит от размера шкалы выработки электроэнергии. и изменить, поэтому топливный элемент имеет более высокую эффективность преобразования;
02) Низкий уровень шума и низкий уровень загрязнения. В процессе преобразования химической энергии в электрическую энергию топливный элемент не имеет механических движущихся частей, только несколько небольших движущихся частей в системе управления, поэтому он имеет низкий уровень шума. Кроме того, топливные элементы являются экологически чистыми источниками энергии. Взяв в качестве примера топливный элемент с фосфорной кислотой, его выброс оксидов и нитридов серы на два порядка ниже стандарта США;
03) Сильная адаптивность. Топливные элементы могут использовать различные водородосодержащие виды топлива, такие как метан, метанол, этанол, биогаз, нефтяной газ, природный газ и синтетический газ и т. д., а окислителем является неисчерпаемый воздух. Топливные элементы могут быть выполнены в виде стандартных компонентов с определенной мощностью (например, 40 киловатт), собраны в различные мощности и типы в соответствии с потребностями пользователей и установлены в наиболее удобном для пользователей месте. При необходимости его также можно установить на крупную электростанцию и использовать в сочетании с обычной системой электроснабжения, что поможет регулировать силовую нагрузку;
04) Короткий период строительства и простота обслуживания. После того, как топливный элемент будет запущен в промышленное производство, на заводе можно непрерывно производить различные стандартные компоненты устройства для производства электроэнергии. Его легко транспортировать, а также можно собрать на месте на электростанции. По некоторым оценкам, техническое обслуживание топливного элемента на 40-киловаттной фосфорной кислоте составляет всего 25 процентов от обслуживания дизельного генератора той же мощности.
Поскольку у топливных элементов так много преимуществ, и Соединенные Штаты, и Япония придают большое значение их развитию.