1、基础技术开发
该主题重点围绕聚合物电解质燃料电池(PEFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)开展，以进一步提升上述两种电池性能和耐久性，降低成本，以期在2030年后实现商用：
（1）围绕聚合物电解质燃料电池（PEFC）
针对PEFC，开发高活性低铂含量阴极催化剂、具有高电导率良好稳定性的阳极催化剂、以及具有高离子导电率的电解质膜等。另外，还将建立“PEFC性能评估分析平台”，以快速获取基于新材料的电池性能各项指标数据，并将结果反馈给研究人员，用于指导研究人员的实验优化改进，提高研发效率并缩短研发周期。
（2）固体氧化物燃料电池（SOFC）
开发高性能的基于质子传导的SOFC和燃料电池堆的先进评估和分析技术，在此基础上开发出新型的基于SOFC发电系统，将发电效率提升到65%以上的水平，且运行寿命超过13万个小时。
2、先进氢能利用技术开发
该主题重点围绕燃料电池和储氢技术开展，具体内容包括：
（1）基于新材料的燃料电池技术
将开发高性能低成本的非铂催化剂、能够在高温环境下保持高效稳定运行的电解质薄膜等新材料，以开发出比主题1中性能和性价比更高的新型燃料电池技术，并在2030年后实现商用。
（2）储氢技术
储氢系统对于燃料电池的利用至关重要，但成本依然很高。因此，为了进一步降低成本并强化储氢系统，NEDO将开发一种通过构建损伤积累(如克服氢脆等问题)和寿命评价模拟技术来实现碳纤维强化树脂制储氢罐的高效设计方法，以及降低储氢罐用的碳纤维成本。
3、燃料电池多用途应用技术开发
除了常规的固定式发电、道路交通运输应用领域，NEDO将联合相关的企业开拓燃料电池更多广阔的应用空间，如探索在船舶、航空领域的应用潜力。
