直接碳燃料電池（DirectCarbONFuelCell，DCFC）是一種以碳及其衍生物為燃料的燃料電池，具有能量轉換效率高、環境友好（無SOx和NOx排放，無噪音污染）、燃料適應性廣等突出優點，是具有廣闊應用前景的燃料電池。

　　直接碳燃料電池的原理

　　直接碳燃料電池（directcarbonfuelcell，DCFC）是將碳的化學能通過碳的電化學氧化過程直接轉換為電能的裝置，無需氣化過程。這種技術的效率比目前的煤電廠高兩倍，其燃料可包括煤、焦炭、焦油、氣體碳和生物碳等。

　　由于DCFC總反應：

　　C+O2=CO2

　　因此，DCFC的理論能量轉換效率甚至略微超過100％。DCFC要達到一個高的能量效率需要一個高的操作溫度，它的兩種高溫操作方法是：（1）熔融電解質燃料電池，其運行溫度為400～750℃；（2）SOFC，其運行溫度為700～1000℃。

　　直接碳燃料電池的優點

　　（1）DCFC的能量轉化效率高，其理論效率達100%以上。燃料電池的理論效率為燃料中的吉布斯自由能ΔG與燃料所蘊含的化學能（焓）ΔH之比。

　　（2）DCFC的燃料利用率可達100%。電池反應過程中，由于反應物固體碳和氣態產物以單獨的純相存在，因此它們的化學勢（活度）不變，不會隨著燃料的轉換程度和在電池內部的位置而改變。這一特點將使得所有加入的燃料可一次性完全轉化掉，即利用率可達100%，而且在碳的全部轉化過程中電池的理論電壓能夠保證恒定在1.02V。傳統燃料電池，其燃料一次循環只能部分轉化到一定程度，否則隨燃料分壓降低，電池電壓下降，因此傳統燃料電池需要對燃料進行反復循環，以保持燃料分壓。

　　（3）DCFC的污染排放少，可實現溫室氣體的減排。從化學反應角度上，DCFC發電和火電站的直接燃煤發電都是利用煤炭的完全燃燒反應，但是由于發電原理的不同，DCFC發電所釋放的污染物，如CO2，SOx，NOx，粉塵等，要遠小于直接燃煤發電。

　　（4）DCFC的碳燃料資源豐富、廉價。可以從煤、石油焦、生物物質（如谷殼、果殼、秸稈、草）甚至有機垃圾中獲得。通過熱解技術將以上物質制備成DCFC的顆粒碳，同時副產的氫氣可用于氫氧燃料電池。因此通過將直接碳燃料電池和其他燃料電池聯合運用，可最大限度實現潔凈高效地利用豐富廉價的煤等含碳固體燃料。

　　（5）DCFC的固體碳燃料能量密度大，儲存、運輸很方便。

　　（6）DCFC的結構可模塊化設計。根據實際情況，可以經濟方便地調整規模，另外作為固定電站不像燃煤熱電站那樣需要大量水。這些特點使得DCFC特別適于建設坑口電站，變輸煤為輸電，從而可降低煤在運輸中造成的污染并節省運輸費用。