當(dāng)前人類建立在以消耗煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源基礎(chǔ)之上的經(jīng)濟發(fā)展模式，導(dǎo)致了日益突出的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)問題。為實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展，建立人與自然的和諧關(guān)系，發(fā)展風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿染G色能源，成為世界各國高度關(guān)注的課題。多數(shù)可再生能源所固有的間隙性、隨機與波動性，導(dǎo)致了嚴重的棄風(fēng)、棄光、棄水等現(xiàn)象。氫能作為可存儲廢棄能源并推動由傳統(tǒng)化石能源向綠色能源轉(zhuǎn)變的清潔能源，其能量密度（140MJ/kg）是石油的3倍、煤炭的4.5倍，被視為未來能源革命的顛覆性技術(shù)方向。氫燃料電池是以氫氣為燃料，通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、零排放、無噪聲等優(yōu)點，相應(yīng)技術(shù)進步可推動氫氣制備、儲藏、運輸?shù)燃夹g(shù)體系的發(fā)展升級。在新一輪能源革命驅(qū)動下，世界各國高度重視氫燃料電池技術(shù)，以支撐實現(xiàn)低碳、清潔發(fā)展模式。發(fā)達國家或地區(qū)積極發(fā)展“氫能經(jīng)濟”，制定了《全面能源戰(zhàn)略》（美國）、《歐盟氫能戰(zhàn)略》（歐盟）、《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》（日本）等發(fā)展規(guī)劃，推動燃料電池技術(shù)的研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用。
研究表明，氫能及氫燃料電池技術(shù)有望大規(guī)模應(yīng)用在汽車、便攜式發(fā)電和固定發(fā)電站等領(lǐng)域，也是航空航天飛行器、船舶推進系統(tǒng)的重要技術(shù)備選方案，但面臨低生產(chǎn)成本（電解質(zhì)、催化劑等基礎(chǔ)材料）、結(jié)構(gòu)緊湊性、耐久性及壽命三大挑戰(zhàn)。
美國能源部燃料電池技術(shù)項目研究認為，燃料電池電動汽車是減少溫室氣體排放、降低石油使用量的最有效路徑之一，隨著技術(shù)進步，全過程生產(chǎn)成本和氫燃料成本將與其他類型車輛及燃料相當(dāng)。優(yōu)化系統(tǒng)控制策略、開發(fā)催化劑及其抗腐蝕載體等新型基礎(chǔ)材料，是提高系統(tǒng)耐久性和壽命、進而促成氫燃料電池技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的有效路徑。近期的綜述性研究工作，報道了氫燃料電池系統(tǒng)在雙極板、氣體擴散層、催化劑、膜電極、流場設(shè)計與分析等材料或組件方面的新進展。
氫燃料電池與常見的鋰電池不同，系統(tǒng)更為復(fù)雜，主要由電堆和系統(tǒng)部件（空壓機、增濕器、氫循環(huán)泵、氫瓶）組成。電堆是整個電池系統(tǒng)的核心，包括由膜電極、雙極板構(gòu)成的各電池單元以及集流板、端板、密封圈等。膜電極的關(guān)鍵材料是質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層，這些部件及材料的耐久性（與其他性能）決定了電堆的使用壽命和工況適應(yīng)性。近年來，氫燃料電池技術(shù)研究集中在電堆、雙極板、控制技術(shù)等方面，氫燃料電池技術(shù)體系及部分相關(guān)前沿研究
近年來，我國的氫燃料電池技術(shù)基礎(chǔ)研究較為活躍，在一些技術(shù)方向具備了與發(fā)達國家“比肩”的條件；但整體來看，所掌握的核心技術(shù)水平、綜合技術(shù)體系尚不及具有領(lǐng)先地位的國家，如我國在1998年才出現(xiàn)首個氫燃料電池發(fā)明專利，目前相關(guān)核心專利數(shù)僅占世界的1%左右。先發(fā)國家在氫燃料電池系統(tǒng)、組件、控制技術(shù)、電極等方面發(fā)展相對均衡，一些國際性企業(yè)在燃料電池系統(tǒng)、電池組件與加工、控制技術(shù)等方面居于世界領(lǐng)先地位
在儲氫方面，高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)在國內(nèi)外獲得普遍使用，低溫液態(tài)儲氫在國外有較大發(fā)展，而國內(nèi)暫限于民用航空領(lǐng)域的小范圍使用。液氨、甲醇、氫化物、液體有機氫載體（LOHC）儲氫在國外已有成熟產(chǎn)品和項目應(yīng)用，而國內(nèi)仍處于小規(guī)模實驗階段。催化劑、GDL等關(guān)鍵零部件或材料處在研究與小規(guī)模生產(chǎn)階段，批量化產(chǎn)品的可靠性、耐久性還需要長期驗證，主要技術(shù)為國外公司所掌握。中山大洋電機股份有限公司、思科渦旋科技（杭州）有限公司、上海漢鐘精機股份有限公司等國內(nèi)企業(yè)，均處于氫氣循環(huán)泵的產(chǎn)品研發(fā)驗證階段，部分公司已實現(xiàn)小批量產(chǎn)品供貨。碳紙、碳布是制備GDL的關(guān)鍵材料，基礎(chǔ)材料是碳纖維；我國碳纖維研制從20世紀80年代中期才開始，目前尚處于小規(guī)模生產(chǎn)階段，生產(chǎn)的碳纖維很難同時滿足電堆對于低電阻、高滲透性、機械強度大等的要求，與國外高性能碳纖維材料相比仍有較大差距。上海河森電氣公司、上海濟平新能源科技公司均有小批量的碳紙生產(chǎn)能力。我國已將碳纖維列為重點支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，相關(guān)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)政策扶持下有望加速發(fā)展