质子膜是燃料电池的核心部件，其性能的优劣决定燃料电池的“发电”效率。传统的质子膜一直以来存在的一个技术难题，就是燃料容易渗透，这导致燃料电池“发电”效率降低和使用寿命缩短。最近，中国学者与英国科学家合作研究，发现石墨烯材料能够隔绝所有气体和液体，而对质子却能“网开一面”，令其畅通无阻。这一重大发现有可能给燃料电池技术带来革命性变化。通过使用石墨烯材料或单层氮化硼，不仅可让现有的质子膜更薄、更轻和更高效工作，而且燃料渗透极少，毒性也低——这将大大提高燃料电池的技术性能与可靠性（见2014年11月28日《科技日报》）。

通过改进膜电极的处理工艺和优化其介孔结构，使铂基催化剂的效能提高了8倍，由此，也就大大减少了铂金属的使用量，而用量减少对降低燃料电池发动机的成本至关重要。通过改善和提高催化剂的耐久性和使用寿命，也使得铂用量大幅减少。毫无疑问，未来在燃料电池堆材料领域的技术进步还会加快，铂用量减少的潜力仍然巨大。据称，丰田正在研发一种基于结构优化的所谓“核壳催化剂”技术，可明显减少铂使用量。该新型催化剂的表面由铂微粒构成，承担催化作用，而只承担铂负载作用的内核部分，则由更廉价的其他材料微粒构成，由此大大减少了铂用量。该公司宣称，过去国际铂用量的先进水平是1g/kW，现在他们推出的燃料电池轿车已降至0.3g/kW以下，实验室数据已到0.1g/kW。基于纳米技术及其他先进技术的更广泛应用，据称，丰田未来的氢燃料电池SUV车型，每辆车的铂用量与现今的车型相比，还可再减少约1/3，接近于现今的燃油汽车尾气净化器所用催化剂的铂载量。据有关科技文献报道，美国相关研究机构已开发出具有创新性的三维“纳米框架”催化剂，它在催化阳极氧化反应方面的性能，超过了常规的铂——碳微粒催化剂，甚至大大超过了美国能源部对该技术预计的在2017年可能达到的技术水平。最近几年，世界上关于燃料电池催化剂的研究很重要的一个方面，是通过合金将铂同其他比较廉价的金属结合，形成相应的合金，在降低催化剂价格的前提下，保证其性能不会受到损害。如德国的有关研究机构就开发出一种铂镍纳米粒子（呈正八面体形状）用作催化剂，可使燃料电池中铂用量减少90%（见2013年6月18日《科技日报》）。另外一种改进方法，是开发中空、笼形、多孔材料，以便在其中加入更少量的贵金属催化剂（见2014年9月1日《科技日报》）。当然，为氢燃料电池汽车更长远的可持续发展计，业界也正在研究开发非铂催化剂之类的替代品技术，例如所谓的碱性膜燃料电池就不使用铂催化剂，但效果颇显逊色，还需进一步改善和提高其性能，才可望满足实用化要求。

近期，美国莱斯大学Tour实验室的研究人员，成功开发出一种成本很低的燃料电池催化剂解决方案。该种催化剂利用激光使得石墨烯与各类金属纳米颗粒相结合，将结合后得到的金属激光氧化物嵌入石墨烯本体内。此催化剂可在电化学氧化还原反应中保持很高的活性，可催化氧化还原反应，提高制氢效率。由此可替代昂贵的铂而用作燃料电池催化剂（见2015年9月28日《科技日报》）。(www.daowen.com)

燃料电池极板已从第一代碳板发展到第二代超薄超轻的不锈钢板，以此构建的电池堆体积小重量轻，不仅有利于整车自重的减轻，而且也为氢燃料电池轿车的整车合理布局提供了“位置、空间”上的便利条件。