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1838年，燃料电池的原理由德国化学家尚班（ChristianFriedrichSchÖnbein）提出，并刊登在当时著名的科学杂志。
1839年，英国物理学家威廉‧葛洛夫把刊登燃料电池理论，其后又把燃料电池设计草图于1842年刊登。
到20世纪50年代以前，燃料电池一直处于理论与应用基础的研究阶段。燃料电池理论和类型也不断丰富，1952年英国剑桥大学的Bacon用高压氢氧制成了具有实用功率水平的燃料电池。在此前期间，GE（通用电气）资助了PEMFC质子交换膜燃料电池的研究。
20世纪60年代由于载人航天对于大功率、高比功率与高比能量电池的迫切需求，燃料电池才引起一些国家与军工部门的高度重视。美国NASA（国家航空航天局）的Apollo登月计划中就是采用燃料电池为太空船提供电力和饮用水的，是美国联合技术公司的UTCPower通过引进培根专利，成功研制了Apollo登月飞船的主电源——Bacon型中温氢氧燃料电池，双子星宇宙飞船(1965)也采用了通用的PEMFC为主电源。再此之后，氢氧燃料电池广泛应用于宇航领域，同时，兆瓦级的磷酸燃料电池也研制成功，可见，燃料电池在当时已是一种被验证的相对成熟的技术。
20世纪70-80年代，能源危机和航天军备竞赛大大推动了燃料电池的发展。以美国为首的发达国家开始大力支持民用燃料电池的开发，至今还有数百台当时投资的PC25（200千瓦）磷酸燃料电池电站在世界各地运行。此后，各种小功率燃料电池也开始在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。
20世纪90年代至今，人类日益关注环境保护。以质子交换膜燃料电池为动力的电动汽车、直接甲醇燃料电池的便携式移动电源、高温燃料电池电站、用于潜艇和航天器的燃料电池等蓬勃发展。
图1：燃料电池的历史起源及反应原理
图2：早期的燃料电池主要用于航空航天等专用领域
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