燃料電池的發(fā)電原理跟鋰電池類似，都是基于電化學原理，而工作方式卻是按內燃機工作方式發(fā)電，需要構成一個燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，這個系統(tǒng)除了燃料電池模塊外，還要包括反應氣（氫氣、空氣）供給、水熱管理、電控等子系統(tǒng)。
推進燃料電池商業(yè)化
從過去到現在，全球燃料電池汽車走了幾個階段。第一階段，設想的很樂觀，但燃料電池應用于汽車上之后，受汽車工況影響，性能衰減很快。第二階段，主要解決燃料電池的可靠性、耐久性問題。因為工況比較復雜，這一階段經歷了七八年時間，基本上解決了這些問題，燃料電池壽命也達到了要求?，F在進入了第三階段，主要是進一步降低成本和鉑（Pt）用量，同時加快加氫站的建設，實現燃料電池汽車的商業(yè)化。
燃料電池汽車的門檻比較高，為了攻克燃料電池產業(yè)化的問題，國際上形成了三大聯盟，共同解決這些技術問題。2015年豐田的“未來”燃料電池汽車已經宣布實現了商業(yè)化，訂貨已經接近1500輛。同時，豐田為了促進燃料電池汽車在全世界盡快商業(yè)化，宣布兩個重大措施，一個是專利公開，再一個是產品關鍵材料和部件可以向世界其他廠家出售。特別是后一件事情，對其他國家燃料電池盡快實現商業(yè)化的作用很大。
從國際上來看，燃料電池汽車現在進入一個商業(yè)化的導入期。燃料電池汽車的主要技術問題已經基本解決，限制燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化的還有兩件事情，一個是加氫站的建設，另一個是進一步提高燃料電池的可靠性和耐久性。
同時降低鉑用量也是關鍵突破點。使鉑的用量能跟汽車尾氣凈化器的貴金屬用量差不多，這樣才能實現全面商業(yè)化。降低成本的重點是生產線的建立，現在燃料電池汽車還不能像燃油車那樣一分鐘一輛在生產線上進行生產，所以生產線（包括整車和各個關鍵零部件的生產線）的建立還是很艱巨的一個任務。
燃料電池技術取得進展
我國從“九五”期間就做了準備工作，現在已經發(fā)展到“十三五”，這期間我國自主研發(fā)的燃料電池汽車參加了北京奧運會、新加坡世青賽、美國加州示范和上海世博會等，200多輛車參加了示范運營，效果明顯，完成了國家任務。
在奧運會、世博會之后技術進一步取得進展，Pt@Pd核殼催化劑已用于燃料電池發(fā)動機，鉑用量得到進一步降低。在膜材料方面，為了提高穩(wěn)定性，制備了PTFE增強的復合膜，并加入了自由基淬滅劑，延長了膜的壽命。
同時，我國正在研究有序化的電極，利用陣列二氧化鈦納米棒或納米管為擔體的有序化電極，鉑用量得到進一步很低，但是性能還不能滿足汽車的要求，這方面還需要進一步努力。
在系統(tǒng)方面，我國采用混合動力、電-電混合的路線，減少了燃料電池受車用工況的沖擊，延長了燃料電池的壽命。此外也進行了空壓機的研究，但是現在空壓機的可靠性和耐久性還有待進一步改進。在高壓儲氫瓶方面，35MPa的氫瓶已用于裝車，70MPa的儲氫瓶正在研制過程中。大連化物所研制的下一代燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)已經達到300W/kg的技術水平。
提高協同創(chuàng)新能力
基于目前我國新能源汽車發(fā)展現狀和技術創(chuàng)新能力，燃料電池汽車下一步怎么發(fā)展？這里提出幾點建議。
第一，從國內來說，燃料電池用的各種關鍵材料和零部件，測試性能和實用性能都達到了國際水平，但是現在還不能實現商業(yè)化，原因就是沒有建立批量生產線。因為國內燃料電池關鍵部件還沒有形成一個很大的市場，這是我們發(fā)展燃料電池汽車的一個關鍵問題。還需要企業(yè)家投入，建立關鍵材料和關鍵部件小批量生產線，使關鍵材料的供給立足于國內。
第二，國內原來研究電堆主要注重提高電堆的重量比功率、體積比功率，現在我認為，重點應該轉向提高電堆的可靠性和耐久性，因為它是燃料電池發(fā)動機可靠性和耐久性的基礎。
第三，要把如何減少燃料電池在車用工況下衰減的基礎研究成果，與燃料電池發(fā)動機生產企業(yè)聯合起來，把這些過程通過控制程序和零部件在整車上實現，這樣使燃料電池發(fā)動機在整車上整個系統(tǒng)壽命能夠達到5000至10000小時。
第四，除關鍵材料外，中國還有幾個關鍵部件（如空壓機）暫時可以外購，但從長遠角度看，要進行深入研究，實現國產化。
另外，高壓氫氣瓶國內只有35MPa的，如果要實現續(xù)駛里程六七百公里，就要在70MPa。當前國內加氫站只有3座，要在主要示范城市逐步建立加氫站，這樣燃料電池汽車才能在各個城市普及起來。
最后一件事情，國家要對催化劑和電極進行深入的研究，能夠做到鉑用量轎車在5克左右、大巴車在10克左右，最終實現0.1gPt/kW目標，當然這是很具有挑戰(zhàn)性的工作。
不得不承認，燃料電池實現商業(yè)化的門檻比鋰電池高得多，需要建立批量生產線解決制造的一致性問題，這是全世界都要關心并需要合作解決的重大問題。
我認為，在國家大力支持下，依靠國內外科技界、企業(yè)界合作，預計在2020—2025年，我們能突破這些關鍵技術，使燃料電池汽車進入S型曲線的起始階段；大幅度提高要在2025—2030年之間；燃料電池汽車要實現盈利估計還需要5年左右的時間。
