水蒸気改質
多くの燃料電池は硫黄に被毒するため、どのみちppbオーダの脱硫が必要になる。
反応装置から生成される一酸化炭素は燃料電池を汚染するため、複雑な一酸化炭素除去装置の組み込みが必要になる。
反応過程の熱量効率は水素製造の純粋さによって70 - 85 %LHVの間である。
コストと耐久性の点から見ると、改質装置をベースにしたシステムにとっての最も大きな問題は燃料電池自身に残っている。透過の役割に使用されるであろう装置である高分子電解質膜燃料電池の中に使われている触媒の白金は、燃料中の改質装置では完全に取り除くことができない一酸化炭素にも非常に敏感である。膜は一酸化炭素によって汚染され、性能が低下する。
触媒は非常に高価である。
ただし、SOFC(固体酸化物燃料電池)の場合、高価な白金触媒が不要であったり、一酸化炭素も燃料として用いることができるなど、燃料電池側の対策で多くの問題を解決できる。
これらの課題を抱えていても、改質 - 燃料電池システムは将来、電気自動車や家庭、ビジネスで利用するシステムとして未だに研究されている。理想的なシステムは、天然ガスやガソリン、軽油のような既存の燃料で動くことができるシステムであるが、長い目で見るとバイオエタノールやバイオディーゼルのような再生可能な液体燃料が望ましい。全体的に見て、水素燃料を作り、輸送し、保管するコストが一番の問題である。
水蒸気メタン改質(steam methane reforming、SMR)とも呼ばれる天然ガスの水蒸気改質は、工業的なアンモニア合成に使われる水素の他、商用向けに大量の水素を製造する最大の方法である。また、その方法は最も安価な方法である。高温(500 - 1100 °C)において金属触媒が存在すると、水蒸気はメタンと反応し、一酸化炭素と水素が得られる。
CH 4 + H 2 O ⟶ CO + 3 H 2 {\displaystyle {\ce {CH4 + H2O ->CO + 3 H2}}} − 206 . 1 k J / m o l {\displaystyle {\rm {-206_{.}1kJ/mol}}}
米国では年間900万トンの水素を製造し、そのほとんどが天然ガスの水蒸気改質によるものである。2004年に水蒸気改質から得られた水素を用いたアンモニアの世界的な生産量は1億900万トンだった。
このSMR法はナフサの接触改質や、ハイオクガソリンと共にかなりの量の水素を作り出す石油精製プロセスとは全く異なる。
大量のエチレンは、大きな炭化水素を小さな分子へ分解する(すなわち、改質する)スチームクラッキングと呼ばれる無触媒過程により製造される。2003年には、様々な炭化水素(メタン、エタン、LPG、ナフサ、重油)のスチームクラッキングによって世界中で9700万トンのエチレンが製造された。