理論上，質子陶瓷燃料電池(Protonic Ceramic Fuel Cells；PCFC)具有能實現發電效率75%的可能性，日本產業技術總合研究所則成功地製作出全球首次達到實用尺寸之PCFC。產總研開發了適用於量產製程中的擴散燒結技術，製作出邊長80mm正方形之實用尺寸。
由於PCFC屬於難燒結材料，燒結時需要1700℃以上的高溫燒成。產總研則對燒結進行詳細分析，並以此為據，開發了在含有燒結助劑的燃料極支撐體與薄層電解質進行共燒成的過程中，不產生晶界偏析(Grain Boundary Segregation)，優先讓過渡金屬(Transition Metal)完全固溶的擴散燒結法。1500℃的燒結率100%(密度99%以上)，可製作出緻密的電解質層。此外，在燃料極這一側採用了BaZrO3類材料之薄層電解質，空氣極這一側則將具有高質子導電性之電子洩露阻隔薄層予以積層化之故，同時達到了維持二氧化碳耐久性與抑制電子洩露。
另在邊長尺寸50mm正方平板的PCFC發電特性實驗中，一般實用尺寸的固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell；SOFC)的發電特性為700~750℃、0.85V作動下，電流密度為0.2~0.3A/cm2；而PCFC則即使作動溫度為600℃，0.85V作動下的電流密度為0.3A/ cm2。