它是继AFC、PAFC、MCFC、SOFC之后正在迅速发展起来的温度最低、比能最高、启动最快、寿命最长、应用最广的第五代燃料电池,它是为航天和军用电源而开发的。在美国《时代周刊》的社会调查结果中被列为21世纪十大科技新技术之首。美国多家公司、 日本、三洋、三菱等公司也已研究开发出便携式PEMFC发电堆。加拿大电力系统公司与日本的EBARA公司合作研究开发250kW PEMFC发电设备和1kW PEMFC便携式发电系统。德国在柏林建造了一个250kW PEMFC的实验堆。质子交换膜燃料电池的核心技术是电极-膜-电极三合一组件的制备技术。为了向气体扩散,电极内加入质子导体,并改善电极与膜的接触,采用热压的方法将电极、膜、电极压合在一起,形成了电极-膜-电极三合一组件,其中,质子交换膜的技术参数直接影响着三合一组件的性能,因而关系到整个电池及电池组的运行效率。PEMFC的价格也制约着其商业化进程,因此,改进其必要组件性能,降低运行成本,是发展PEMFC的重要方向。
进入20世纪90年代后,信捷职称论文写作发表网,由于人们对环境保护的日益重视和质子交换膜燃料电池技术的高速进步和显著优点,质子交换膜燃料电池在民用方面,尤其是电动车方面的应用引起了各国政府和企业的高度关注,并纷纷投巨资进行研究,使PEMFC技术得到了进一步的飞速发展,性能得到很大提高,成本也不断降低。在铂的使用量方面, Ballard公司通过采用一种新工艺,已经使载铂量降为0.02 mg/cm2。在质子交换膜方面,Ballard公司开发的BAM3G新型部分氟化质子交换膜,性能优于目前普遍使用的Nafion系列膜,而成本仅是其20%左右。技术的进步使PEMFC的功率密度也大大提高,Ballard公司生产的电池组体积比功率已超过1300W/L,超过了DOE(美国能源部)制定的电动车标准。
随着PEMFC技术的飞速发展,实用的PEMFC已经开始应用于各个领域。德国海军已经配备了4艘用Siemens公司制造的300KW PEMFC作为动力源的潜艇,Ballard公司已经开始出售商业化的250KW PEMFC发电装置、电动车用PEMFC和各种便携式电源,日本丰田等汽车公司则已经推出商业化的燃料电池电动车。