燃料电池研究部研究目标是通过燃料电池及相关领域的关键材料、核心部件、系统集成、过程监控等工程与工程基础研究，重点开发能量密度高、使用寿命长、环境友好的新型电动车辆、分散电站、移动电源等技术。燃料电池部设立了燃料电池系统科学与工程研究中心、醇类燃料电池及复合电能源研究中心、先进二次电池研究组、谱学电化学与锂离子电池研究组。

主要研究方向有（1）质子交换膜燃料电池关键材料及关键部件、燃料电池电堆、燃料电池系统、燃料电池环境适应性、燃料电池快速评价、燃料电池模拟与优化、固体聚合物水电解、可再生燃料电池系统，碱性阴离子交换膜燃料电池、新概念燃料电池与电化学系统、直接内重整熔融碳酸盐燃料电池。（2）先进电极催化材料和电解质材料、膜电极及电池的设计与制备、高温电极表面/界面的电化学过程、选择性氧化和还原的催化作用基础、模型计算和计算机模拟分析、电池堆和发电系统的结构设计。（3）直接醇类燃料电池、抗CO毒化阳极催化剂、耐甲醇阴极电催化剂、高温阻醇电解质膜、新型有序化膜电极（MEA）、电源系统集成优化等方面的研究；金属（镁、铝、锌等）/氧气（空气）电池、 Me/Air、Me/O2以Me/O2/FC复合电源的研究、非贵金属电催化剂、高效复合阴极、新型合金阳极、智能化水热管理等技术；碱性聚合物电解质膜燃料电池、开发具有较高电导率、良好机械强度的QAM和PBI/OH等新型阴离子电解质膜材料、制备可高活性的PtPb/C、PtNi/C、PdAg/C等阳极电催化剂和非贵金属Co/Fe/Ni基阴极氧还原电催化剂、多种次瓦级至百瓦级的APEMFC样机组装；电化学传感器件、燃料电池膜电极（MEA）结构的电化学传感器。（4）高性能锂离子动力和储能电池，包括LiFePO4动力电池、LiNi0.5Mn1.5O4-Li4Ti5O12动力电池及LiMn2O4-Li4Ti5O12 储能电池；高比能量锂-硫二次电池；高比能量锂-空气二次电池；其它新型二次电池，包括超级电池和全固态电池。 （5）探索纳米材料及纳米技术在能源领域的应用。（6）电化学谱学技术在能源领域的应用。