根據(jù)Fuelcell Today的數(shù)據(jù)，2012年燃料電池系統(tǒng)的出貨量為166MW， 2013年在燃料電池電站的帶動下，出貨量將增長至215 MW，從目前的商業(yè)化應用來看，MCFC、PEMFC和SOFC型燃料電池是最主要的技術(shù)路線，其中MCFC和SOFC主要應用于固定式燃料電池電站、家用熱電聯(lián)產(chǎn)，PEMFC主要應用于燃料電池汽車；

　　燃料電池堆——PEMFC

　　PEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池以全氟磺酸型固體聚合物為電解質(zhì)，鉑/炭或鉑銠/炭為點催化劑，氫或凈化重整氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，帶有氣體流動通道的石墨或表面改性金屬板為雙極板，PEMFC的核心是膜電極MEA組件和雙極板。

　　雙極板是PEMFC的關(guān)鍵材料之一，其主要功能是為膜電極的組裝提供機械支撐和強度，解決密封應力的傳動問題，收集電流，分隔氧化劑和還原劑、并引導氧化劑和還原劑流體均勻、平緩且可控地分散到電極表面的反應區(qū)域，制造雙極板的材料包括石墨、金屬和復合材料，理想的雙極板材料應當滿足以下要求：起集流器作用：雙極板材料必須具有高電導率，雙極板和氣體擴散層之間的接觸電阻必須足夠低，材料在使用中必須無雜質(zhì)陽離子浸出；均勻的將氧化劑和還原劑分配到反應區(qū)：雙極板上面必須設(shè)計合理的流道，同時要求材料的水、氣密閉性好；保持溫度的均勻分布，材料必須具有足夠高的熱導率和熱穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)堅固，以便支撐膜電極；膜電極組件（MEA）是PEMFC的核心部件，直接影響到燃料電池的成本，膜電極由氣體擴散層、質(zhì)子交換膜、催化劑構(gòu)成，電解質(zhì)隔膜兩側(cè)分別發(fā)生氫氧化反應與氧還原反應，額定工作條件下一節(jié)單電池工作電壓僅為0.7V。燃料電池大量使用貴金屬鉑作為催化劑的活性成分，成為燃料電池成本居高不下的重要因素，膜電極占比燃料電池成本的40%左右；電解質(zhì)膜是一種厚度僅為50~180um的膜片，質(zhì)子交換膜是燃料電池電解質(zhì)和電極活性物質(zhì)(催化劑)的基地，其主要功能是在一定的溫度和濕度條件下，具有選擇透過性，即只容許H離子(質(zhì)子)透過，而不容許H2分子及其它離子透過。同時具有適度的含水率，對氧化、還原和水解反應具有穩(wěn)定性，質(zhì)子交換膜具有足夠高的機械強度和結(jié)構(gòu)強度，以及膜表面適合與催化劑結(jié)合等性能；全氟磺酸型質(zhì)子交換膜是已經(jīng)商品化的燃料電池膜材料，主要有杜邦公司的Nafion膜，陶氏化學的XUS-B204膜，旭化成的Apilex膜，旭硝子的Flemion膜，日本氯工程公司的C膜，Ballard公司的BAM膜；目前廣泛使用的是Dupont生產(chǎn)的全氟磺酸膜Nafion膜，其價格昂貴、機械性能差、質(zhì)子傳導率強烈依賴水含量，用于醇類燃料時阻醇滲透性差，對Nafion膜的修飾、改性和研發(fā)新型低成本電解質(zhì)膜是研究的重點。到目前為止，質(zhì)子交換膜的成本非常高，約600美元/平米，占成本比重約20%-30%；電極由擴散層和催化曾組成，擴散層起支撐作用、氣體擴散和集流的作用，由碳紙和防水劑PTEE組成，電極制備方法是鉑黑與聚四氟乙烯乳液混合涂在炭紙上，表面噴一層Nafion溶液后與質(zhì)子交換膜熱壓在一起，形成三明治結(jié)構(gòu)；催化劑：目前制備膜電極的催化劑均為含Pt催化劑，降低Pt用量以有效降低質(zhì)子交換膜燃料電池的成本是研究的主要方向，DOE制定了50KW質(zhì)子交換膜燃料電池電堆陰極催化劑Pt載量降低至0.05mg/cm2的長期目標；

PEMFC可以使用的燃料有氫氣、甲烷、甲醇、乙醇，尤其以氫氣和甲醇居多。通過甲醇重整制氫用于PEMFC又增加了一道工序造成成本上升，所以直接使用甲醇做燃料的電池應運而生，即DMFC直接甲醇燃料電池， DMFC和PEMFC最大的不同是Nafion膜的甲醇滲透和中間產(chǎn)物CO對催化劑的毒性，會造成燃料利用率下降；

　　燃料電池堆——SOFC

　　固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料包括陽極、陰極、電解質(zhì)、密封材料以及連結(jié)材料等，其中電解質(zhì)材料是整個SOFC的核心部件，直接影響電池的工作溫度、功率輸出等；

SOFC的電解質(zhì)材料需要低的電子導電和高的離子導電，主要研究的材料包括氧化鋯、氧化鈧、LSGM等，目前固體氧化物燃料電池中廣泛采用摻雜8%的Y2O3的氧化鋯電解質(zhì)。

陽極材料在SOFC中的作用是提供與氧離子反應的燃料氣體所需的位置并催化氧化燃料氣，目前普遍采用Ni-YSZ金屬陶瓷作為陽極材料陰極材料主要作用是對氧氣的吸附、催化還原和運輸，目前SOFC采用鍶摻雜的錳酸鑭（LSM）鈣鈦礦型材料，具有很好的氧還原點催化活性，省去了鉑；密封材料：高溫無機密封材料也是平板式SOFC的關(guān)鍵材料之一，用于組裝電池夾層平板結(jié)構(gòu)和雙極連接板之間的密封，高溫密封材料主要采用玻璃纖維；低溫化是固體氧化物燃料電池的重要發(fā)展趨勢，也是降低SOFC成本和提高耐久性的重要手段，傳統(tǒng)SOFC運行溫度一般為900-1000度，現(xiàn)在基本采用10um電解質(zhì)膜和1-2mm厚的金屬陶瓷陽極為襯底，電池工作溫度為700-800度；

　　燃料電池堆——MCFC

　　熔融碳酸鹽燃料電池吃一種高溫燃料電池，工作溫度650℃，具有不需要使用貴金屬催化劑、可不使用純H2、熱電聯(lián)產(chǎn)能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點；

熔融碳酸鹽燃料電池的電解質(zhì)為碳酸鹽，在650℃溫度下具有較強的腐蝕能力，因此陰極和陽極材料必須要能夠耐腐蝕，MCFC的陽極通常采用多孔鎳電極，陰極則通常采用燒結(jié)鎳電極；電解質(zhì)通常采用Li2CO3-K2CO3和Li2CO3-Na2CO3，Li2CO3-K2CO3更容易揮發(fā)，因此電池長期運行揮發(fā)損失較為嚴重，逐步被Li2CO3-Na2CO3所替代，電解質(zhì)板的支持材料一般為γ-LiAlO3；

　　燃料電池汽車2015年有望量產(chǎn)

　　汽車廠商合作加速燃料電池汽車推廣

　　PEMFC用于燃料電池汽車始于1993年，第一輛燃料電池概念車Energy PartnersConsulier采用三個15KW 燃料電池，最高時速95 km/小時，續(xù)航里程95公里；

1994年戴姆勒第一輛燃料電池車NECAR亮相，采用50 KW PEMFC燃料電池和壓縮氫氣罐，隨后豐田、雷諾、馬自達紛紛開始展示燃料電池汽車；對燃料電池汽車的關(guān)注在2000年達到頂峰，隨后由于技術(shù)成熟度的原因，業(yè)界逐步轉(zhuǎn)向混合動力和純電動車等短期技術(shù)，而對燃料電池汽車的研究也從小型轎車轉(zhuǎn)向公共汽車；2005年戴姆勒推出了B級燃料電池汽車，采用Ballard的燃料電池技術(shù)，通過減少燃料消耗、增加車載儲氫量使續(xù)航里程達到400公里；2006年本田推出了Honda-FCX燃料電池汽車，裝有86 KW PEM燃料電池，續(xù)航里程430公里，最高時速160km/小時，是唯一一輛通過美國環(huán)境保護局和加州大氣資源委員會鑒定的零排放燃料電池汽車，2008年本田FCX Clarity在美國加州采用租售的方式推廣，月租金600美元；續(xù)航里程和燃料填充速度是燃料電池相比于鋰電池汽車的最大優(yōu)勢：燃料電池續(xù)航里程可以達到500-1000km，而相對于電動汽車8小時的充電時間，燃料的充滿時間僅為幾分鐘；2010年戴姆勒展示了F800 style燃料電池和插電式混合動力汽車，最高時速180km/小時，每公斤氫燃料可以行使100公里，在充滿燃料的情況下可以行使600公里。

　　2011年戴姆勒展示了F125! 燃料電池概念車，采用燃料電池搭配高能量密度鋰-硫電池，氫氣儲存量達到7.5kg，最大續(xù)航里程達到1000公里；汽車廠商合作加速燃料電池汽車推廣：2013年以來，特別是隨著tesla 鋰電池汽車的推出，汽車大廠開始加速合作開發(fā)燃料電池汽車；2013年1月24日豐田與寶馬共同簽署關(guān)于“共同開發(fā)燃料電池系統(tǒng)”的正式合作協(xié)議，以2020年為目標，為了爭取燃料電池車的盡早普及與推廣，共同開發(fā)燃料電池組及其系統(tǒng)，以及包括儲氫罐、電動機、電池等在內(nèi)的燃料電池車的整個基礎(chǔ)系統(tǒng)；2013年1月29日戴姆勒、福特、雷諾簽署三方協(xié)議，聯(lián)合開發(fā)一款通用燃料電池系統(tǒng)，加速推廣零排放技術(shù)，預計第一款價格可承受的燃料電池新車將于2017年推出；2013年3月大眾與Ballard簽署為期4年的合作協(xié)議，以推動大眾燃料電池汽車的發(fā)展，同時今年8月奧迪A7燃料電池汽車將開始測試；2013年7月2日通用和本田宣布共享知識產(chǎn)權(quán)，加速燃料電池汽車的開發(fā)；

　　2015年是各大汽車廠商規(guī)劃的燃料電池汽車量產(chǎn)時間節(jié)點，目前率先量產(chǎn)的韓國現(xiàn)代ix35燃料電池汽車：韓國現(xiàn)代2010年推出了ix35燃料電池車，先將4輛ix35 氫燃料電動車投入到丹麥、挪威等北歐國家進行試運營，2012年與哥本哈根市簽訂了15量燃料電池汽車合作計劃，并計劃在2015年生產(chǎn)1000量，成為首款量產(chǎn)的燃料電池汽車，量產(chǎn)成本約為5萬美元；豐田首先將從2014年底啟動燃料電池車的量產(chǎn)，年產(chǎn)量最初為700輛，很快將增加到1000輛。核心部件“燃料電池組”的生產(chǎn)與車輛組裝將放在大本營豐田市，包括政府補貼在內(nèi)，每輛FCV的售價約為500萬日元；燃料電池汽車實現(xiàn)實用化方面存在三大課題：耐久性、低溫工作及低成本化，現(xiàn)在耐久性和低溫工作兩個課題已經(jīng)解決。