新型燃料电池主要包括直接醇类燃料电池和生物燃料电池等。它们都采用了质子交换膜。其中，直接醇类燃料电池（DAFC）是近年来新开发的一类质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）。由于燃料（如甲醇、乙醇等，以甲醇为燃料称为直接甲醇燃料电池，DMFC）来源丰富、价格便宜，其水溶液易于携带和储存，并可以直接使用现有的加油站系统［17-18］。与目前常用的二次电池如锂离子电池或镍氢电池相比，DMFC具有高能量密度的优势。DMFC的理论能量密度是4710W·h/L，相对于镍氢的200W·h/L、锂离子的310W·h/L，其非常占优势。另外，与二次电池蓄电一再放电的原理不同，DMFC可以说是能源转换器，只要将燃料持续供应即可源源不断地产生电力，不会有电力中断或更换电池的问题。由于整个DMFC系统具有结构简单、方便灵活等特点，故具有广阔的应用前景。例如，其有可能发展成为海岛荒漠等偏远地区使用的小型独立电站，可用于国防通信、单兵作战电源以及其他军事领域的特殊电源，也可作为家庭、商店、医院、学校、工厂等使用的不间断电源，还可用于手机、摄像机、笔记本电脑等使用的移动电源以及军民通用的传感器件等。DMFC的研究与开发，不仅会促进能源工业和电池工业的发展，而且必将推动电子产业、新材料产业以及通信产业等领域的技术进步，同时对提高资源利用率和解决环境污染问题等具有积极意义。
微生物燃料电池系统（microbial fuel cell，MFC）是将生物化学代谢能转化为电能的反应装置，它能够充分利用生物质资源，在降解污染物的同时产生电能。由于其净化污水的同时还能产生电能，其资源化和能源化的发展潜力不可估量［19］。微生物燃料电池根据电池的组装和结构可以分为双室型和单室型两类。根据产电原理的不同，MFC可分为3种类型：氢MFC、光能自养MFC、化能异养MFC。按电子传递方式不同可以分为无介体MFC和有介体MFC。按微生物分类，则分为纯菌MFC和混菌MFC。微生物燃料电池使用微生物作为催化剂从可生物降解的有机和无机化合物直接产生电流。通常，细菌在微生物燃料电池中用于发电，同时实现有机物或废物的生物降解。许多类型的废水已经成功使用微生物燃料电池处理，通过去除废水中的有机污染物，产生有价值的能量。微生物燃料电池以有机物作为燃料。在反应过程中，产生的电子被微生物捕捉并传递到电池阳极，电子由阳极通过外接电路转移到阴极，从而产生外部电流；同时，在阳极反应中还产生质子，透过质子交换膜转移到阴极。电子、氧化剂（催化剂）和质子生成还原产物，完成电池内部电荷的传递，实现系统中整个生物电化学过程和能量转化过程。在整个微生物燃料电池的反应系统中，通过活性微生物作为其催化剂，这也是微生物燃料电池的最大优势。阳极的氧化过程与阴极的还原过程并不是在两种反应物直接接触时发生，而是分别在阳极和阴极上进行的。由于微生物燃料电池不需要使用昂贵的化学催化剂，因此可以大大降低整个微生物燃料电池系统的成本，微生物燃料电池还可以使用污水中的有机物等来产生电能，同时还能处理污水，解决一部分环境问题。微生物燃料电池阳极室内的活性微生物拥有自我更新和繁殖的能力，所以微生物燃料电池不会出现一般化学催化剂固有的钝化现象。微生物燃料电池不但可以实现连续不断的污水处理，同时还可以进行产电。因此，微生物燃料电池废水处理技术与传统的废水处理技术相比，具有相当大的优势。不同类型燃料电池的综合比较如表4-10所示。
表4-10 不同类型燃料电池的综合比较(www.xing528.com)
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