发展环境友好的新能源与可再生能源，对实现社会的可持续发展极其重要。燃料电池系统是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的发电装置，是一种绿色能源技术，不受卡诺循环的限制，能量转换效率高。本论文开展了以下两方面的原创性工作。 第一部分.是制备和表征了在碱性条件下醇类电化学氧化的非铂催化剂以及氧化物复合的钯催化剂。本文采用交替微波加热法(IMH)制备了碳载氧化物、碳载Pd、碳载Au和碳载Pt催化剂；采用了电化学方法和物理方法包括X射线衍射(XRD)与扫描电镜(TEM)；研究了这些电催化剂在碱性条件下对醇类的电氧化性能。例如，深入研究了这些催化剂在碱性条件下对甘油的电化学氧化性能。实验结果表明，Pd/C催化剂对甘油的电化学氧化有较好活性，但是，这些氧化物(氧化铈、氧化镍、氧化钴和氧化锰)复合的Pd催化剂对甘油的电化学氧化显示了更高的活性，相对于Pd/C催化剂，其氧化起始电位发生负移及峰电流大幅度提高。通过电化学方法测试，本工作还优化了氧化物与Pd的比例。实验证明，氧化物的加入使复合催化剂对甘油氧化产生了协同效应。本工作用同样方法制备了碳载Au催化剂，并首次将其应用在碱性条件下对醇类的氧化。实验结果表明，Au/C能显著提高醇在碱性环境中的电化学氧化活性，而且，Au/C电极在对乙醇、乙二醇和甘油的电氧化过程中显示出比Pt/C更高的抗毒化能力，放电性能更加稳定。 第二部分.为设计和研制质子交换膜燃料电池流场板。基于使用一种简单的方式来对燃料电池进行水热管理的目的，本文以创新思路开发了一种新型流场板，而且采用不同的阴极流场板组装了小型氢空燃料电池堆。在不同的条件下对电池堆进行了测试，结果显示，这些功率为10-20W的燃料电池堆在常温常压环境中，显示出良好的性能，输出功率密度超过0.3Wcm-2。