熔融碳酸鹽型燃料電池（MoltenCarbonateFuelCell,MCFC）是第二代燃料電池，由于其電解質是一種存在于偏鋁酸鋰（LiAlO2）陶瓷基膜里的熔融堿金屬碳酸鹽混合物而得其名。熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。其電解質是熔融態碳酸鹽，通常是鋰和鉀，或鋰和鈉金屬碳酸鹽的二元混合物。反應原理示意圖如下：

陰極：O2+2CO2+4e-→2CO32-

陽極：2H2+2CO32-→2CO2+2H2O+4e–

總反應：O2＋2H2→2H2O

在這一反應中，e-從燃料極被放出，通過外部的回路反回到空氣極，由e-在外部回路中不間斷的流動實現了燃料電池發電。另外，MCFC的最大特點是，必須要有有助于反應的CO32-離子，因此，供給的氧化劑氣體中必須含有碳酸氣體。并且，在電池內部充填觸媒，從而將作為天然氣主成份的CH4在電池內部改質，在電池內部直接生成H2的方法也已開發出來了。而在燃料是煤氣的情況下，其主成份CO和H2O反應生成H2，因此，可以等價地將CO作為燃料來利用。為了獲得更大的出力，隔板通常采用Ni和不銹鋼來制作。

熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池（600～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、無污染、燃料多樣化（氫氣、煤氣、天然氣和生物燃料等）、余熱利用價值高和電池構造材料價廉等諸多優點，是未來的綠色電站。

50年代初，熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）由于其可以作為大規模民用發電裝置的前景而引起了世界范圍的重視。在這之后，MCFC發展的非常快，它在電池材料、工藝、結構等方面都得到了很大的改進，但電池的工作壽命并不理想。到了80年代，它已被作為第二代燃料電池，而成為實現兆瓦級商品化燃料電池電站的主要研究目標，研制速度日益加快。現在MCFC的主要研制者集中在美國、日本和西歐等國家。現已基本接近商品化生產，但由于其制備成本高而未能廣泛應用。

國內開展MCFC研究的單位不太多。哈爾濱電源成套設備研究所在80年代后期曾研究過MCFC，90年代初停止了這方面的研究工作。1993年中國科學院大連化學物理研究所在中國科學院的資助下開始了MCFC的研究，自制LiAlO2微粉，用冷滾壓法和帶鑄法制備出MCFC用的隔膜，組裝了單體電池，其性能已達到國際80年代初的水平。90年代初，中國科學院長春應用化學研究所也開始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制備方法研究和利用金屬間化合物作MCFC的陽極材料等方面取得了很大進展。北京科技大學于90年代初在國家自然科學基金會的資助下開展了MCFC的研究，主要研究電極材料與電解質的相互作用，提出了用金屬間化合物作電極材料以降低它的溶解。中國科學院上海冶金研究所近年來也開始了MCFC的研究，主要著重于研究氧化鎳陰極與熔融鹽的相互作用。1995年上海交通大學與長慶油田合作開始了MCFC的研究，目標是共同開發5kW～10kW的MCFC。中國科學院電工研究所在"八五"期間，考察了國外MCFC示范電站的系統工程，調查了電站的運行情況，現已開展了MCFC電站系統工程關鍵技術的研究與開發。