在社会经济的飞速发展今天，随之而来的不仅是人类文明的进步，更有的是人类赖以生存的生态环境、空气逐渐恶化，以及能源的逐渐枯竭。
生态环境的污染和能源的消耗主要来然于汽车，随着城市交通需求的不断增长、居民收入水平的不断提高，汽车成为我国城市居民的日常交通工具，保有量不断增长。根据公安部交通管理局统计，截至2017年3月底，全国机动车保有量首次突破3亿辆，其中汽车突破2亿辆，仅次于美国位居世界第二。全国有49个城市汽车保有量超过100万辆，北京、成都、重庆、上海、苏州、深圳6个城市的汽车保有量更是超过300万辆。
汽车保有量的快速增长给城市环境和交通运行带来巨大压力。《中国机动车环境管理年报2017》的数据显示，2016年全国机动车排放污染物初步核算为4472.5万吨，其中一氧化碳3419.3万吨，碳氢化合物422.0万吨，氮氧化物577.8万吨，颗粒物53.4万吨。汽车是机动车污染物排放总量的主要贡献者，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过80%，氮氧化物和颗粒物超过90%。环境保护部发布的城市大气颗粒物源解析结果则表明，北京、上海、杭州、广州和深圳的机动车排放为首要来源，占比分别达到31.1%、29.2%、28.0%、21.7%和41.0%。南京、武汉、长沙和宁波的机动车排放为第二大污染源，分别占24.6%、27.0%、24.8%和22.0%。重污染期间，机动车排放的贡献率比日常情况更为显著。机动车污染已成为城市空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。
那么人类要生存、要发展，就必须制止生态环境的继续恶化，寻求高效、清洁的新型能源来替代原有能源已迫在眉睫、刻不容缓。
燃料电池(fuel cells，FCs)是继火电、水电和核电之后的第四代发电技术。它是一种将储存在燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)中的化学能，通过电化学反应过程直接转化为电能的电化学发电装置。它是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和模块化的动力装置，被认为是21世纪最有发展前景的高效清洁发电技术。
目前，我国已加入同发达国家在清洁能源研究开发领域的战略竞争。“燃料电池发电技术”被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划》。中国科学院启动科技创新战略行动计划重大项目——“大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术”。中科院和科技部为这项21世纪首选的洁净、高效的发电技术投资逾1亿元人民币。这标志着中国科学家在21世纪初为氢能时代的到来做好了准备。
燃料电池（Fuel Cell），是一种发电装置，干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来。是两种截然不同的两种装置，燃料电池正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所需的燃料是“氢”，其之所以被归类为新能源，原因就在此。氢燃料电池堆栈作为一个电化学反应池，其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。