到20世紀50年代以前，燃料電池一直處于理論與應用基礎的研究階段。燃料電池理論和類型也不斷豐富，1952年英國劍橋大學的Bacon用高壓氫氧制成了具有實用功率水平的燃料電池。在此前期間，GE（通用電氣）資助了PEMFC質子交換膜燃料電池的研究。
20世紀60年代由于載人航天對于大功率、高比功率與高比能量電池的迫切需求，燃料電池才引起一些國家與軍工部門的高度重視。美國NASA（國家航空航天局）的Apollo登月計劃中就是采用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的，是美國聯合技術公司的UTCPower通過引進培根專利，成功研制了Apollo登月飛船的主電源——Bacon型中溫氫氧燃料電池，雙子星宇宙飛船(1965)也采用了通用的PEMFC為主電源。再此之后，氫氧燃料電池廣泛應用于宇航領域，同時，兆瓦級的磷酸燃料電池也研制成功，可見，燃料電池在當時已是一種被驗證的相對成熟的技術。
20世紀70-80年代，能源危機和航天軍備競賽大大推動了燃料電池的發展。以美國為首的發達國家開始大力支持民用燃料電池的開發，至今還有數百臺當時投資的PC25（200千瓦）磷酸燃料電池電站在世界各地運行。此后，各種小功率燃料電池也開始在宇航、軍事、交通等各個領域中得到應用。
20世紀90年代至今，人類日益關注環境保護。以質子交換膜燃料電池為動力的電動汽車、直接甲醇燃料電池的便攜式移動電源、高溫燃料電池電站、用于潛艇和航天器的燃料電池等蓬勃發展。
（三）燃料電池的應用已經較為廣泛
燃料電池有三大類主要市場：固定電源、交通運輸和便攜式電源。
1、固定電源應用是目前最大的市場
固定電源市場包括所有的在固定的位置運行的作為主電源、備用電源或者熱電聯產的燃料電池，比如分布式發電及余熱供熱等。固定燃料電池被用于商業、工業及住宅主要和備份能發電，它還可以作為動力源可以安裝在片源遠位置，如航天器、遠端氣象站、大型公園及游樂園、通訊中心、農村及偏遠地帶，對于一些科學研究站和某些軍事應用非常重要。固定電源應用在燃料電池主流應用中占比最大，其中美國市場目滲透率略高，大型企業的數據中心使用量呈較明顯的上升趨勢。
除用于發電之外，熱電聯產（CHP）燃料電池系統還可以同時為工業或家庭供電和供熱。
2、交通動力應用是目前關注度最高的燃料電池應用領域
交通運輸市場包括為乘用車、巴士/客車、叉車以及其他以燃料電池作為動力的車輛提供的燃料電池，例如特種車輛、物料搬運設備和越野車輛的輔助供電裝置等。
汽車用燃料電池作為動力系統是目前關注度最高的應用領域，也是我們本文將詳細探討的應用。這是目前是爆發最迅猛，也是關注度最高的應用領域。
燃料電池為動力的叉車是燃料電池在工業應用內最大的部門之一。用于材料搬運的大多數燃料電池是質子交換膜燃料電池提供動力，但也有一些直接甲醇燃料叉車進入市場。目前正在運營的燃料電池車隊有大量的公司，包括聯邦快遞貨運、西斯科食品、GENCO、H-E-B雜貨店等。
便攜式電源市場包括非固定安裝的或者移動設備中使用的燃料電池，目前相比鋰電池的優勢并不明顯，因此市場滲透不快。
二、燃料電池需求增長快，政策是重要推手
（一）燃料電池銷量繼續快速增長
按照DOE數據，2014年，全球燃料電池市場銷售總額增長9億美元，達到22億美元，相比2013年的13億美元增長了69.23%。增長的主要原因美國的物料搬運設備、大規模固定電源使用的燃料電池和日本家用燃料電池銷量大增，使得北美和亞太地區成為燃料電池的主要增長地區。
2014年全球燃料電池出貨量比2013年增長了37%，達到超過50,000組燃料電池，總容量超過180MW，比2013年增長了約7%。其中，北美總裝超過140MW，超過了歐洲和亞洲總裝容量的三倍。其中，固定電源市場份額仍然最高，燃料電池組件銷量約40,000件，約占總銷量的80%，裝機容量超過140MW，約占總裝容量的78%。交通運輸市場的總銷量與2013年持平，但裝機容量約35MW，較2013年增長75%。便攜式電源市場雖然組件銷量大增，但總裝機容量變化不大。
2014年美國地區零售、電信等行業固定電源總裝容量以及物料搬運設備電源總裝容量大增，以及向日本、韓國和歐洲等國的出口增加，使得北美地區在總裝容量上比2013年的約88KW增加了61%。
（二）政策扶持是燃料電池產業發展的重要推手
從宏觀角度看，燃料電池除了具備性能優勢，使產業界可能受惠之外，最大的好處還是來源于清潔環保。
環保！可再生！燃料電池，尤其是氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陽極。直接將化學能轉換為電能，效率可以至少高達50%以上，無燃燒，不排放有害尾氣，只排放水。也因此，燃料電池持續得到各國政府的大力推動，尤其是2009年的聯合國氣候變化大會對溫室氣體排放制定目標后，燃料電池用于清潔能源變革的呼聲開始走高。
2009年12月，聯合國氣候變化大會在丹麥哥本哈根召開，經過與會各方努力，全球主要溫室氣體排放國家達成了減排目標。其中美國承諾2020年溫室氣體排放量在2005年的基礎上減少17%，歐盟承諾在2020年溫室氣體排放量比1990年的水平上減少20%。
溫室氣體主要由化石燃料燃燒產生，包括發電廠發電，以化石燃料的工廠以及車輛排放的尾氣，減少化石燃料燃燒成為減排的重要途徑，而燃料電池恰恰可以將燃燒變為電化學反應，提升能效轉換率，減少二氧化碳或其他廢棄氣體的排放。
1、歐美政府在燃料電池領域是先行推手
燃料電池作為新型清潔能源，一直以來受到美國政府和各州政府的大力支持。
（1）持續資金投入
cnBeta數據顯示，2015年，美國能源部宣布將在燃料電池和氫技術行業投資超過2000萬美元，其中，共有10個項目將得到資助，旨在推進燃料電池和氫技術，并實現早期燃料電池的應用，如輕型燃料電池汽車（FCEV）；同時，美國能源部表示其支持的項目自2006年以來，已經幫助將燃料電池成本下降50%，同時耐用性翻翻，并且減少所需的鉑量。其最終的目標是，加速美國創新清潔能源技術，減少國家對外國石油的依賴、減少碳排放量。
此前奧巴馬政府公布的預算中，太陽能、燃料電池等新能源項目每年獲得150億美元的投資，10年共計1,500億美元。2012年全球燃料電池產業有近80%的投資發生在美國。
（2）政策及政府力量扶持，補貼和稅收優惠政策不斷出臺
美國和加拿大是燃料電池研發和示范的主要區域，在美國能源部（DOE）、交通部（DOT）和環保局（EPA）等部門的支持下，燃料電池產業發展較快，通用、福特、豐田、戴姆勒奔馳、日產、現代等車廠都在美國加州參加了燃料電池汽車的技術示范運行，并培育了聯合技術公司UTC、巴拉德Ballad等國際知名的燃料電池廠商。
2012年，美國國會在新一期的能源修訂會議上重新修訂了氫燃料電池政策方案，包括多項稅收抵免，以及HFV以及儲氫、制氫以及加氫站等基礎設施的獎勵政策。以加州為例各地州政府也有類似政策不斷出臺。
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