由于燃料电池发电不受卡诺循环的限制。
理论上，它的发电效率可达到85%～90%，但由于工作时各种极化的限制，目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。
若实现热电联供，燃料的总利用率可高达80%以上。
燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时，二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上，这对缓解地球的温室效应是十分重要的。
另外，由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫，而且按电化学原理发电，没有高温燃烧过程，因此几乎不排放氮和硫的氧化物，减轻了对大气的污染。
液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍，直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的充电电池)高10倍以上。
目前，燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%，但仍比一般电池的实际比能量高很多。
燃料电池结构简单，运动部件少，工作时噪声很低。
即使在11MW级的燃料电池发电厂附近，所测得的噪音也低于55dB。
对于燃料电池而言，只要含有氢原子的物质都可以作为燃料，例如天然气、石油、煤炭等化石产物，或是沼气、酒精、甲醇等，因此燃料电池非常符合能源多样化的需求，可减缓主流能源的耗竭。
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