国外的燃料电池车已实现量产，但我国车用燃料电池还处在技术验证阶段。当前国内车用燃料电池产业几乎没有部件生产商和车用电堆生产公司，只有极少量商业运行的燃料电池车。究其主要原因，是燃料电池的关键材料长期依赖国外供应，我国燃料电池产业缺乏自有材料的基础支撑。
南方科技大学机械与能源工程系教授王海江介绍，氢燃料电池的动力来源是氢气和氧气，两者会在燃料电池中开始它们的“奇幻”旅程：氢在阳极催化作用下氧化生成质子和电子;电子和质子汇合于阴极，在催化作用下与氧反应生成水。这看起来似乎只是初中化学知识，但实际上燃料电池的运作是一个系统工程。
一方面，单节燃料电池的电压偏低、电流偏大，在实际应用中需要多节燃料电池串联形成电堆，以提升输出电压;另一方面，燃料电池不像普通蓄电池，它更像发电机，把燃料和氧化剂“喝”进去，将电发出来。所以，除了电堆，燃料电池还有燃料供应、氧化剂供应、水热管理等多个子系统以及热管理和控制系统等。
车用燃料电池一般为质子交换膜燃料电池，它有两大关键部件，即膜电极组件和双极板。膜电极组件由质子交换膜、催化层和气体扩散层这三部分组成。
其中，质子交换膜的主要功能是传输质子，分隔反应气体以及电子绝缘，它负责把质子放过去，把电子拦下来。催化层主要搭载的是催化剂，催化剂可以促进氢、氧在电极上的氧化还原过程并产生电流。气体扩散层则由基底层和微孔层组成，它要求具有高导电性、导热性和疏水性。
这些关键材料决定着燃料电池的寿命和性能。“然而这些关键材料长期依赖国外供应，我国的燃料电池产业缺乏自有材料的基础支撑。”清华大学氢燃料电池实验室主任王诚说。
其实，这些材料我国并非完全没有，有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是，没有批量生产线，燃料电池产业链依然“梗阻”。特别是在气体扩散层量产技术方面，我国还是空白。“这是因为气体扩散层的石墨化工序需要经过2000℃以上的高温才能制备，但关键设备高温炉技术还掌握在国外公司手中。”王诚解释说。
要实现材料的批量生产，就得解决一致性和成本控制问题。这和实验室制备的难度不可同日而语。以催化剂为例，目前商用的燃料电池催化剂仍是铂基催化剂，实验室制备水平一般为毫克级，量产需到千克级水平。而且批量生产还要突破三项关键技术：一是反应条件均一，以确保批次稳定性;二是铂颗粒纳米尺寸可控，确保催化活性比表面积;三是碳载体稳定性提升，达到车用工况下的使用寿命。
将实验室成果进行工业化放大是一项关键技术，需要企业介入。“长期以来，我国燃料电池的研发主要由高校和科研院所进行。企业持观望态度，参与得少，加入得晚。”邵志刚所在的大连化物所从1994年就开始开展车用燃料电池研究。但基础研究和应用之间的断裂，使关键材料的工业化成为一道坎。
那么我国燃料电池的商业化之路还有多远呢?
目前，我国电堆及产业链企业数量逐渐增长，预计2018年国内电堆产能将超过40万kW。“纯电动汽车近几年有很大进步，为燃料电池的应用创造了非常好的条件。”王诚表示，“此时，我们就更需要聚焦燃料电池内核创新。”
要打破发达国家的长期技术垄断，就得加大对燃料电池核心材料产业化的投入。业内专家都认同这一观点。燃料电池产业链非常长，涉及到氢能系统、燃料电池发电系统以及汽车等终端产品。“国内零部件、氢基础设施以及标准规范还不健全，需要补强产业链，带动新材料、新能源、汽车高端装备制造共同成长，这样才能促进燃料电池商业化提速。”王诚强调。
