燃料电池的应用领域主要包括：中小型固定电站、车载动力、移动供电设备以及用于电子设备的微型电源等。
燃料电池中小型固定电站可以作为一些重要公共场所，如医院、学校、电信等部门的备用电源，作为大电网的有效补充，以及一些偏远乡村和工作站的主要供电电源。2008年初我国南方冰雪灾害造成局部电网瘫痪的教训充分说明了可靠的分散式供电设施在自然灾害和战争等特殊情况下的重要性。对于用于固定电站的燃料电池，一般需要稳定工作40000h以上。各个温度段的燃料电池均在固定电站中有应用。低温燃料电池如PEMFC的优势是能够实现快速启动；高温燃料电池如MCFC、SOFC在提供电能的同时可以同时产生高温蒸汽，高温蒸汽可直接供热或是驱动蒸汽轮机发电，通过对热能的综合利用进一步提高整个系统的效率。
UTC Power公司生产的PAFC燃料电池PureCell 25（PC25）是最早实现商业化的燃料电池[88]，以天然气为燃料，最大输出功率为200kW，在全球各地已安装数百台。FuelCell En-ergy（FCE）公司生产的Direct Fuel Cell（DFC）系列的MCFC电站以天然气为燃料，通过内重整，可以以47%的效率提供最高达到2.8MW的电功率，并且同时产生热量，自2008年以来在韩国已建设超过10处。Bloom Energy Server公司自2008年以来在美国加州硅谷发展了多处250kW以上的SOFC电站。全球范围内固定电站燃料电池的详细情况可参见参考文献[17]。
随着全球汽车保有量的迅速增加，汽车排放的尾气成为大气污染和温室气体排放的重要来源。当前各大主要汽车厂商均在进行燃料电池汽车的研究开发。本田公司自2007年洛杉矶车展推出的FCX Clarity型现已批量生产。一些新型的燃料电池小汽车、公共汽车以及其他电动车辆见参考文献[1]。低温燃料电池，特别是PEMFC和DMFC是这一领域最适合的燃料电池类型。但当以H2为原料时，H2的存储仍尚未有好的解决方案。因此为实现燃料电池在交通运输领域，特别是汽车中的广泛应用，考虑的问题不仅是燃料电池本身的性能，合适的H2存储体系也是限制氢燃料电池汽车应用的重要因素，当前的燃料电池汽车还以高压H2钢瓶为H2载体，如图13-59所示的Ford Focus燃料电池电动车上的H2存储于5000psi（约345atm）的高压钢瓶中。近年来推出的燃料电池电动汽车的车型可参见参考文献[129]。
图13-59 Ford Focus燃料电池电动车模型，以钢瓶存储的高压氢气为燃料(www.daowen.com)
在移动电子设备的电源方面，一般采用液体燃料，如醇类、醚类或是有机酸[91]。功率在数W到数百W。一方面可以直接将燃料电池（如DMFC）作为电子设备的电源，对燃料电池的小型化要求很高，这方面的代表是日立公司，于2005年创造了最小DMFC的世界纪录，仅为两个500日元硬币大小（见图13-60）[130]。另一方面的应用是作为移动式的电源为电子设备的Li电池充电，也可作为军用和野营的移动电源。例如日立公司的P3C型120W移动电源，体积11L，质量7kg，利用两个分别装有甲醇溶液和蒸馏水的450mL液体罐，功率能达到120W（见图13-61）[131]。
图13-60 Toshiba公司于2005年开发的世界上最小的DMFC[130]
图13-61 Toshiba P3C型120W DMFC移动电源[131]
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