燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，是比较理想的发电技术。随着燃料电池汽车的技术提升及迅速普及，使其有望在2015-2017年后出现爆发，日韩将成为燃料电池商业化的先驱地区。预计到2025年，全球燃料电池汽车销量将达到180万辆，市场规模将达到3 329亿元。
近年来，燃料电池技术实现了较大突破。制约燃料电池汽车技术实用化的3大难题：耐久性、低温工作和低成本化，目前已解决前2个。从技术角度看，燃料电池已经具备产业化的能力。
发达国家已经加速了氢燃料电池产业化应用的道路，世界知名汽车公司着手合作进行燃料汽车研发；欧盟各国也纷纷启动了燃料电池巴士项目；能源供应商也加快了加氢站的建设。但与锂电池相比，燃料电池目前受市场青睐较少，产业化、规模化效益并不突出，究其原因，
行业研究人员总结，主要有以下几点：
1、燃料来源
燃料电池的类型有很多，其中氢能燃料电池研发的首要问题，就是解决氢气来源，也就是如何廉价制氢。传统工业制氢的方法以化石材料制氢、电解水制氢为主。而随着对大规模制氢需求的提高，生物制氢、热化学制氢和太阳光催化光解制氢等方法也获得广泛应用。
从成本角度来看，在燃料电池推广初期，应以分散式制氢为主，可进一步控制成本，且使用便利。但随着未来燃料电池规模化发展之后，集中制氢的成本和环保优势将会进一步突出。
2、配套设施
燃料电池汽车的推广，其中最主要的制约因素是配套设施的缺失，即加氢站的覆盖率过小，而其高昂的建设成本也使得加氢站的建设只能作为试验性经营。据统计，2012 年全球范围内新增27个加氢站，加氢站总数达到208个，其中欧洲80个、亚洲49个、北美76个、南美3个，但这些还远远不足以满足燃料电池产业化推广的要求。
3、成本障碍
高成本是制约燃料电池产业化的关键因素。燃料电池成本中占比最高的是燃料电池组，其次是氢燃料罐和电池配件。如果未来要实现燃料电池商业化，并与内燃机汽车进行竞争，那么燃料电池组的成本必须下降，其中主要涉及3个关键部件的成本，包括：铂催化剂、电解质膜、双极板、氢燃料罐和电池配件。
铂催化剂。现在的燃料电池组都使用金属铂作为催化剂，在未来10年内很可能依旧如此。电极载铂量过高一直是阻碍燃料电池发展的重要因素。铂金具有稀缺性，而铂金行业利润较低、产量不稳定。在这些不利因素的影响下，铂金的价格未来不会降低。为了降低成本，需进一步降低铂催化剂的使用量，并寻求廉价的替代催化剂。
电解质膜。现在汽车应用中最常见的质子交换膜是全氟磺酸膜（PFSAs），这种交换膜具有较强的氧化和还原稳定性。全氟磺酸聚合物通常被称作纳菲薄膜。目前燃料电池所用的纳菲薄膜主要依靠进口，其价格在600美元/m2左右。因此，为尽早实现燃料电池产业化应用，降低质子交换膜的价格迫在眉睫。
双极板。目前质子交换膜燃料电池最常使用的双极板是不透性石墨材料。主要是由于在燃料电池环境下，石墨的耐腐蚀性能最好，但是其制作成本较高：制造石墨双极板需经过2 500℃以上的石墨化，并需经过多次浸渍、炭化处理以达到不透性。而且由块状石墨加工成双极板，需采用精密的机械加工，加工成本也过高、加工时间长、不易批量生产。因此，需进一步改善替代金属双极板的性能，实现制备精度高、成本低、寿命长等需求。
氢燃料罐和电池配件。氢燃料罐的成本较高，从成本和小型轻量化的角度来看，需开发组合使用轻量低成本氢储藏材料和高压氢燃料罐。而电池配件方面，也可与纯电动汽车和混合动力汽车共同使用其他零部件，从而削减高昂成本。
4、储藏与安全
通常氢气以3种形态存储和运输：高压气态、液态和氢化物状态。短期内，高压罐储氢仍是主要氢气储存运输手段。但从长期来看，更需要具备高储氢容量、高安全性、吸/放氢速率快、长寿命和低成本的储氢材料。因此，轻质储氢材料、有机液态储氢材料等低压或常压储氢材料将成为未来发展的重点。
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