Il existe différentes technologies de pile à combustible:
- Piles alcalines : utilisées notamment dans les missions spatiales Apollo, leur température de fonctionnement est limitée entre 65°C et 90°C. Elles sont utilisées dans l’industrie depuis plus de 100 ans, et à grande échelle. Elle peut monter jusqu’à 250°C sous pression avec un électrolyte très concentré. Son rendement est de l’ordre de 50%.
- Piles à membrane échangeuse de protons : ces piles fonctionnent à faible température (inférieure à 100°C) avec un rendement de l’ordre de 50%. Elles ont la faculté de démarrer rapidement, à pleine puissance, ce qui permet d’alimenter en énergie les véhicules et installations de petite ou moyenne taille. On trouve des piles PEMFC pour des gammes de puissance de quelques milliwatts à plusieurs centaines de kilowatts.
- Piles à acide phosphorique : la technologie PAFC est une des plus avancée en termes de développement et de commercialisation. Elle fonctionne entre 180°C et 210°C et permet d’alimenter des installations stationnaires de plusieurs mégawatts. La forte chaleur dégagée par la pile permet son utilisation pour la cogénération.
- Piles à carbonates fondus : Leurs températures de fonctionnement sont assez élevées, entre 600°C et 700°C. Celles-ci sont utilisées pour faire fonctionner des grandes productions d’énergie stationnaire (plusieurs dizaines de MW). Elles possèdent un rendement assez élevé allant de 60% à 80% en fonction des applications.
- Piles à oxydes solides : Ces piles fonctionnent à très haute température, entre 800°C et 1000°C ce qui permet d’améliorer considérablement les réactions cinétiques. Cela évite de devoir utiliser des catalyseurs à base de métaux rares. Cependant les cellules mettent plus de temps à démarrer et les températures très élevées dans le système nécessitent une très bonne isolation et des composants très résistants à ces températures. Elles sont principalement utilisées dans la production d’électricité stationnaire.