直到一九五九年，另一位英國人法蘭西斯‧培根（Francis T. Bacon）製作出一個5,000瓦的燃料電池組，能夠推動電銲機、電鋸及堆高機，使這項技術得以走出實驗室。其後鹼性燃料電池（AFC）更成功地應用在太空科技上，成為太空梭的電力供應系統。一九七○年代出現的能源危機，以及一九八○年代以來高漲的環保意識，使得燃料電池開始被考慮應用在地面上，作為現場型或分散型電廠或汽車動力，以提升能源使用效率及減輕環境的負擔。
備用電力應用的範圍是一般的都會區，由於用戶數多，電力網架設成本容易攤銷，故可使用燃料電池作為斷電時的備用電力。主要電力的用戶則多為地處偏遠地區者，因為鋪設電纜的成本過高，故政府鼓勵購買燃料電池，以供其電力使用，這種狀況以美國西北部最為明顯。目前幾間從事開發的公司，如H Power、美國西北電力系統、Plug Power 等皆屬於此範疇。
在此以質子交換膜燃料電池為例，介紹其結構及原理。質子交換膜燃料電池一般由11層結構所組成，最中間那一層是傳輸質子的電解質膜，也就是質子交換膜，如美國杜邦（DuPont）公司生產的Nafion膜就是質子交換膜的一種，其他還有美國Dow、Gore，日本Asahi Glass、Asahi Chemical 等公司的質子交換膜產品。
