质子交换膜燃料电池（PEMFC），是采用可传导质子的固体聚合物膜为电解质的燃料电池。与其他燃料电池相比，质子交换膜燃料电池具有能量转换率高、比功率高、工作温度低、启动速度快、可模块式安装等优点，是目前研究最为深入、应用最为广泛、最具发展前景的燃料电池类型之一。
质子交换膜燃料电池可以氢气、甲醇、乙醇、甲烷等为燃料，燃料来源较为丰富。质子交换膜燃料电池可用作固定电源，用于分布式发电、公共场所供电、家庭供电等领域；可用作便携电源，用于为电子设备、通信设备、仪器仪表等供电；可用作动力电池，为新能源汽车、舰艇等交通运输工具提供动力。其中，新能源汽车是质子交换膜燃料电池最具有发展潜力的应用场景。
质子交换膜燃料电池主要由电堆、控制系统、辅助系统三大块构成，其中电堆是核心零部件，其组件包括膜电极、双极板、密封件等，膜电极又包括电催化剂、质子交换膜、气体扩散层等。一般情况下，质子交换膜燃料电池以铂碳（Pt/C）、铂钌碳（PtRu/C）为电催化剂，以全氟磺酸膜为质子交换膜，以石墨板或改性金属板为双极板，以碳纸/碳布为气体扩散层。
经过不断发展，我国质子交换膜燃料电池研发及生产能力不断增强，关键材料已取得技术突破，但部分零部件性能与国外产品相比还存在差距。并且，现有的质子交换膜燃料电池部分材料还存在性能缺陷，例如全氟磺酸质子交换膜存在耐高温性较差、易发生甲醇渗透等缺点，还有较大的技术工艺改进、新型产品研发需求。
新思界
行业分析人士表示，我国“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”重点专项中，住宅用质子交换膜燃料电池综合供能系统集成关键技术被列入，同时市场对质子交换膜燃料电池的性能要求也在不断提高。在此背景下，未来质子交换膜燃料电池行业在新型材料研发、新型电催化剂研发、电池结构设计等方面还需不断进步。
