质子陶瓷燃料电池理论发电效率高达75%，且能够在较低的温度（350-600℃）高效运行，还拥有更优异的抗积碳和抗硫中毒特性，是极具发展前景的新一代燃料电池技术。然而质子导电性陶瓷需要在1700℃以上的高温下烧制，如此高温烧结条件不利于该电池的规模化量产。日本国立产业技术综合研究所（AIST）研究人员开发了适用于批量生产的陶瓷电解质新型扩散烧结技术，将烧结温度降至1500℃，依托该技术制备出了全球首个商用规格的质子陶瓷燃料电池，让该类电池向商业化迈出了关键一步。
研究人员通过对陶瓷电解质薄膜的烧结动态过程进行详细追踪分析，进而开发了全新的扩散烧结工艺，即在共同烧制含烧结助剂的燃料电池电极支撑体和薄电解质层的过程中不进行晶界偏析，而是优先将过渡金属完全固溶到电解质中，有效地克服了陶瓷电解质低温烧结面临的致密化低的问题，利用这种烧结法，实现在1500℃的温度下，烧制出致密度高达99%的陶瓷电解质薄膜。而为了提升陶瓷电解质薄膜的化学稳定性和抑制电子复合损失，研究人员通过新的扩散烧结技术制备了含有电子阻挡层的钙钛矿相锆酸钡（BaZrO3）叠层结构的陶瓷电解质薄膜。在此基础上，研究人员制备出了达到商用规格的5*5cm2的方形质子陶瓷燃料电池，并与同样尺寸大小的传统固体氧化物燃料电池进行了对比测试研究。电化学测试结果显示，在700℃左右的温度下，传统固体氧化物燃料电池单元能够工作电压达到0.85V，电流密度约为0.3A/cm2；而利用新烧结技术开发的质子陶瓷燃料电池单元，其工作温度较前者低了100℃余度降至600℃下，以0.85V左右的电压工作时，电流密度也达到0.33A/cm2，即新技术开发的质子陶瓷燃料电池具备了更加优异的发电性能。
研究人员下一步将致力于多个单元堆叠的电池堆性能研究，同时加强与相关企业合作，加快推进该电池技术的商业化。该项研究开发了全新的陶瓷电解质低温致密烧结工艺，降低了工艺门槛，并由此制备出了全球首个达到商用规格的质子陶瓷燃料电池，呈现出优异发电性能，推进了该类电池的商业化进程。
