本文主要利用實驗設計法(Design of Experiments; DOE)的概念，有系統的對質子交換膜燃料電池(PEMFC)之操作參數進行實驗規劃，並對實驗數據進行統計檢定與分析，藉以了解一些重要操作參數（如電池的操作溫度、反應氣體的計量比流量、加濕溫度及壓力等）對電池性能的影響程度，並嘗試從統計分析中找出最佳的操作條件，最終目的在提升PEMFC的運轉性能及效率。本研究由部分因子、全因子實驗設計及統計分析可歸納出一組PEMFC最佳操作參數：電池溫度60°C；H2/Air 計量比1.5X/3.5X；H2/Air 加濕溫度90°C/90°C，並可產生475 mA/cm2 的電流密度(@ 0.7 V)。