电动汽车是未来汽车发展的趋势，电池技术又是电动汽车的关键技术，电动汽车用的蓄电池主要有：铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、钠硫蓄电池、锂电池、锌—空气电池、飞轮电池、燃料电池和太阳能电池等。在诸多种电池中，燃料电池是迄今为止最有希望解决汽车能源短缺问题的动力源。燃料电池具有高效无污染的特性，不同于其他蓄电池，其不需要充电，只要外部不断地供给燃料，就能连续稳定地发电。燃料电池汽车(FCEV)具有可与内燃机汽车媲美的动力性能，在排放、燃油经济性方面明显优于内燃机车辆，因此它的发展倍受关注。
虽然燃料电池的发展仍存在若干技术难题，但可以预见，随着技术的进步。燃料电池汽车必将在人们的生活中发挥越来越重要的作用。
1.燃料电池的工作原理和性能特点
燃料电池(FC)是一种将化学能直接变成电能的电化学反应装置，通常由多孔渗透的阳极和阴极以及连接它们的电解质组成。依据燃料电池电解质的不同，可以分为碱性燃料电池(AFC)、酸性燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PENFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)五种。在上述电池中，适用于电动车辆的有碱性和质子交换膜燃料电池两种，尤其是后者最近几年发展较快，应用较广。
1．1质子交换膜燃料电池的工作原理
质子交换膜燃料电池使用固体聚合隔膜作电解液。隔膜夹在多孔阴阳电极之间，使用铂作为电极反应催化剂。燃料(氢)作为阳极的工作物质，氧(空气)作为阴极的工作物质。反应物和生产物之间的能差以阴阳极之间的能差和流过外电路的电流稀放出来。燃料电池化学反应的产物只有普通的水和少许热量，燃料电池汽车将实现完全的零排放，具有极佳的燃料经济性。
1．2燃料电池的性能
评价燃料电池的性能主要是其极化曲线〔电压和电流密度的关系曲线)。影响燃料电池性能的因素有：质子交换膜与电极特性、电池单元体的设计性能、工作温度、工作压力和气体纯度等。燃料电池的放电特性如图l所示，图中i1为燃料电池的额定放电电流，i2为电池的极限放电电流。6l、62、63分别为电池的电化学极化、浓差极化和欧姆极化时的过电压。
质子交换膜燃料电池用于电动汽车具有明显的优点，在所有的燃料电池中，PENFC比功率最高，因此其电池的体积小；工作温度低，适用于车辆迅速启动；采用固态电解液，不会出现电解液变形、移动和蒸发；生成物为水，环保性好。但缺点是使用责金属铂作电极反应催化剂。
2.燃料电池在电动车辆上的应用
燃料电池的输出功率和效率之间的关系如图2所示。从图中可以看出，燃料电池的输出功率很小或很大时，其效率都比较低，只有在中间很窄的一段范围内较高。因此单独利用燃料电池作为电动车辆的动力源是不现实的，必须将燃料电池与其他储能装置结合起来使用，现实中一般是将燃料电池与高压电池组或超级电容器并联。
3.燃料电池发展过程中存在的问题
虽然燃料电池汽车在理论上具有比内燃机车辆优越的经济性、动力性和排放性，但在替代内燃机车辆的过程中还有若干的技术难题有待解决。
3．1降低成本
到目前为止，燃料电池汽车仍然十分昂贵。燃料电池汽车要达到实用化的程度， 至少需要产生60—90kW的功率。当NASA第一次将燃料电池技术用于电动车辆时，燃料电池成本大约是50万美元/kW，今天价格已经降到500美元／kw，但即使如此，也意味着电动汽车的燃料电池价值3万美元以上，约是普通内燃机〔3500美元)的10倍。如何降低成本是燃料电池汽车实用化的关键。
3．2降低氢气的储存成本和使用成本
燃料电池发展的一个基本难题是氢气储存困难。目前燃料电池汽车所用的燃料主要有三种：氢、甲醇和汽油。氢气的储存主要有三种方法，其一氢气可以直接利用，此时车辆需要携带一个充满高可燃性气体的高压容器，需要的空间很大。其二氢气也可以液态形式储存，那样又需要很复杂的制冷设备和更安全的压缩技术。其三使氢气与金届镁和钒反应形成储氢金届，但是此时氢气分离温度高(储氢镁分离温度287℃)，且此时其比能量较低(储氢钒比能量为700Wh／kg)。
目前也有使用甲醇作为燃料的，通过甲醇和水混合、蒸发，经过车载重整器转化为氢气和二氢化碳气体。甲醇虽然储存安全，但甲醇重整对纯净度和转化温度有很高的要求，且甲醇有一定的毒性，会对人体造成危害。
3．3 汽油裂化困难
在路上从汽油中提取氢是非常困难的，甚至比裂化甲醇还困难。汽油裂化反应需要在850—1000℃温度下进行，并且当燃油裂化结束时，冷却它也很困难。此外在汽油裂化过程中将产生CO2和其他可导致温室效应的气体。另一个难以解决的问题是防止燃料电池在催化剂作用下发生疏化反应。
3．4设备开支问题
设备开支问题对燃料电池汽车的实用化也十分重要。燃料电池汽车用来保护复杂的电池反应堆的装置和相关的费用都有待于进一步降低。
3．5防结冰问题
结冰性是燃料电池的致命弱点。燃料电池在工作过程中，不可避免地产生水。在低温的情况下，水结成冰会破坏聚合隔膜。更大的问题是电池反应堆在低于0℃时是不会产生电流的，如何使在—20——40℃温度下已经冻透的反应堆很快的正常工作将是一个难点。
