本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
未来的数据中心可能不仅仅是处理和存储信息。除了提供网页服务、流媒体Netflix视频和托管社交网络外，数据中心还可能生产自己的电力。
数据中心消耗大量能源。在美国，根据《纽约时报》的一篇报道，2010年数据中心用电量为76吉瓦时（约占该国能源使用量的2%）。因此，各公司正在寻找在保持可靠性的同时减少能源消耗和污染的方法。
微软的一个研究团队正在研究如何将发电厂引入数据中心本身，以利用燃料电池技术提高效率和可靠性。
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微软全球基础服务部（负责管理该公司数据中心的部门）高级研究项目经理Sean James写道：“我们正在采取一种非常规的方法，完全通过直接集成到服务器机架中的燃料电池为数据中心供电。这会将发电厂带入数据中心内部，有效消除能源供应链中通常发生的能源损失，并将传统数据中心的效率提高一倍。”
数据中心通常从公用事业公司获取电力（或在某些情况下由现场可再生能源发电提供）。如果电力是从电网购买的，则很可能是通过某种形式的燃烧产生的。首先，燃料被燃烧以旋转涡轮机（直接在燃气循环中或使用蒸汽）。然后，涡轮叶片旋转发电机以产生电力，电力随后通过电线传输和分配，直到到达数据中心。
热力学定律告诉我们，预计在每个阶段都会有损失，以至于发电厂产生的能量只有20%到达服务器机架。每次能量改变形式时都会发生损失（例如，从燃料中的化学能变为蒸汽中的热能，再变为旋转涡轮叶片的机械能，等等）。
通过减少能量转换的次数，James和他的团队发现他们可以将效率提高一倍，达到40%。
燃料电池的工作原理是从燃料分子（如氢气）中分离出质子和电子。膜只允许质子通过。电子寻找最容易的路径，被引导通过外部电路，从而产生电力。
James和他的团队已经确定了两种燃料电池技术，固体氧化物和熔融碳酸盐，作为数据中心供电的候选技术。两者都可以重整甲烷等碳氢化合物（来自天然气或沼气），而无需昂贵的设备来调节气体以供使用。
燃料电池的放置位置和容量将取决于数据中心运营商的需求，但James设想将服务器机架与燃料电池（具有几千瓦的容量）结合使用。这种设计消除了数据中心中的配电系统，并用燃料网络取而代之，这也将任何燃料电池故障隔离到几个服务器机架，而不是整个服务器群。然而，团队面临的挑战是在可靠性、成本和效率之间找到平衡。
James通过电子邮件告诉Plugged In：“这是一个经典的戈尔迪洛克丝问题；不要太热，不要太冷，服务器数量不要太多，以免在燃料电池故障期间造成更大的风险，但也不要太小，导致小型燃料电池成本过高。可以想象，燃料电池可以集成到服务器中，以实现更高的应用可用性和更高的效率，或者集成到更大的系统中，为一组机架供电。”
主要挑战将是燃料电池跟踪数据中心负载曲线的能力。需求可能会在毫秒内飙升，而燃料电池的反应速度较慢，需要几秒钟才能调整。就像电网运营商必须在任何给定时间平衡发电量与需求一样，数据中心也需要根据服务器负载来管理发电量。
“燃料电池必须有时间在正负负载阶跃后调整气体体积和内部核心热量。虽然相对于其他大型负载设施，数据中心具有相当一致的负载曲线，但随着应用程序响应用户需求，服务器机架级别的负载变化更加动态。然而，最大幅度的瞬变预计来自服务器电源循环。”
由燃料电池供电的全面数据中心仍然需要几年时间才能实现。然而，随着全球各地的数据中心托管越来越多的服务和信息，设计清洁可靠的供电方式仍将是一个重要的重点。