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(dòng)下，出貨量將增長至215 MW，從目前的商業(yè)化應(yīng)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(yīng)用于固定式燃料電池電站、家用熱電聯(lián)產(chǎn)，PEMFC主要應(yīng)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(diǎn)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(dòng)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(jī)械支撐和強(qiáng)度，解決密封應(yīng)力的傳動(dòng)問題，收集電流，分隔氧化劑和還原劑、并引導(dǎo)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(yīng)區(qū)域，制造雙極板的材料包括石墨、金屬和復(fù)合材料，理想的雙極板材料應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：起集流器作用：雙極板材料必須具有高電導(dǎo)率，雙極板和氣體擴(kuò)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(yīng)區(qū)：雙極板上面必須設(shè)計(jì)合理的流道，同時(shí)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(dǎo)率和熱穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)堅(jiān)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(kuò)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(yīng)與氧還原反應(yīng)，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(shí)具有適度的含水率，對(duì)氧化、還原和水解反應(yīng)具有穩(wěn)定性，質(zhì)子交換膜具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(xué)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(jià)格昂貴、機(jī)械性能差、質(zhì)子傳導(dǎo)率強(qiáng)烈依賴水含量，用于醇類燃料時(shí)阻醇滲透性差，對(duì)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(diǎn)。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(kuò)散層和催化曾組成，擴(kuò)散層起支撐作用、氣體擴(kuò)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(biāo)；

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(yīng)運(yùn)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(duì)催化劑的毒性，會(huì)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(gè)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(dǎo)電和高的離子導(dǎo)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(yīng)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(duì)氧氣的吸附、催化還原和運(yùn)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(diǎn)催化活性，省去了鉑；密封材料：高溫?zé)o機(jī)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(shì)，也是降低SOFC成本和提高耐久性的重要手段，傳統(tǒng)SOFC運(yùn)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(diǎn)；

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(qiáng)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(yùn)行揮發(fā)損失較為嚴(yán)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(gè)15KW 燃料電池，最高時(shí)速95 km/小時(shí)，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(dá)紛紛開始展示燃料電池汽車；對(duì)燃料電池汽車的關(guān)注在2000年達(dá)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(dòng)力和純電動(dòng)車等短期技術(shù)，而對(duì)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(jí)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(chǔ)氫量使續(xù)航里程達(dá)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(shí)速160km/小時(shí)，是唯一一輛通過美國環(huán)境保護(hù)局和加州大氣資源委員會(huì)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(shì)：燃料電池續(xù)航里程可以達(dá)到500-1000km，而相對(duì)于電動(dòng)汽車8小時(shí)的充電時(shí)間，燃料的充滿時(shí)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(dòng)力汽車，最高時(shí)速180km/小時(shí)，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(chǔ)存量達(dá)到7.5kg，最大續(xù)航里程達(dá)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(biāo)，為了爭(zhēng)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(chǔ)氫罐、電動(dòng)機(jī)、電池等在內(nèi)的燃料電池車的整個(gè)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(yù)計(jì)第一款價(jià)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(dòng)大眾燃料電池汽車的發(fā)展，同時(shí)今年8月奧迪A7燃料電池汽車將開始測(cè)試；2013年7月2日通用和本田宣布共享知識(shí)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(shí)間節(jié)點(diǎn)，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(dòng)車投入到丹麥、挪威等北歐國家進(jìn)行試運(yùn)營，2012年與哥本哈根市簽訂了15量燃料電池汽車合作計(jì)劃，并計(jì)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(dòng)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(bǔ)貼在內(nèi)，每輛FCV的售價(jià)約為500萬日元；燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)實(shí)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(gè)課題已經(jīng)解決。