问题背景：

氢能燃料电池汽车所用的氢气，可以从各种能源包括可再生能源中转化而得，具有可以大规模稳定储存、持续供应、远距离运输、快速补充的特点和优势，在未来以分布式为主、零排放为特征的能源构架中，氢能源系统会与电力系统并存互补，共同满足交通运输、家庭生活、工业生产的能源需求。燃料电池是一种以电化学反应方式将氢气与空气（氧气）的化学能转变为电能的能量转换装置。由于不经过高温燃烧过程，唯一的排放产物是水，没有污染物排放；同时只要能保障氢气的供给，燃料电池将会持续输出电能。大力发展氢能燃料电池汽车，对改善能源结构，发展低碳交通，改善环境污染问题，具有重要的意义。然而，目前，氢燃料电池汽车的最关键的核心技术氢燃料电池发动机还需要突破，成功实现燃料电池汽车的商业化，要求其采用的燃料电池动力系统必须在性能、寿命和成本等方面达到能够与传统内燃机汽车相当的水平，并且与其它可替代技术相比具有一定的竞争力。

关键突破点：

功率密度提升技术

功率密度是车用燃料电池的动力输出指标，它对燃料电池动力系统的小型化、轻量化以及成本影响最大，该指标是乘用车最重要技术指标。提高燃料电池电堆工作点和采用薄金属双极板是提升燃料电池电堆功率密度的主要技术路线，特别是：膜电极（MEA）结构与双极板流场结构的同步优化有效减轻了燃料电池的传质极化，让工作点的提高成为可能，使得相同尺寸电堆输出功率大幅提升。另外，金属薄板冲压技术及表面改性技术的逐步成熟，让金属双极板的应用成为可能，使得具有相同输出功率的电堆尺寸及质量大幅降低，由此，燃料电池电堆比功率指标得到大幅提升。

耐久性提升技术

寿命是燃料电池动力系统实现车用的基本指标，目前普遍认可的要求是在性能衰减10%水平下运行5000h（轿车，相当于20万公里）。国内相关企业氢燃料电池的稳定寿命还在3000小时左右，而国际先进技术已经可以达到5000小时以上。从已有的研究结果来看，燃料电池关键材料及零部件，如MEA、双极板以及密封材料的耐久性是影响电堆寿命的关键因素之一。其中，高耐久性MEA的开发得到了最多的关注，其技术难点在于：一方面，为了追求高的电输出性能指标而采用了更薄的质子交换膜，加大了MEA发生机械和化学衰减的风险，从而是电池寿命受到影响。另一方面，为了降低成本，要求MEA担载更少的贵金属催化剂或采用复合甚至非贵金属催化剂，这会带来不充分或不均匀的电极反应或催化层结构的不稳定，这同样不利于提高燃料电池的寿命。同样，为开发高功率密度电堆而采用的金属双极板的寿命问题也得到了更多关注，通过表面改性技术的开发，提高其耐腐蚀能力是避免金属双极板成为电堆寿命制约因素的关键。

战略意义：

提高我国燃料电池发动机功率密度和降低发动机与相关模块成本，完成高功率密度、低成本的燃料电池发动机研发，对加快我国氢燃料电池汽车的产业化应用具、完善新能源汽车产业及技术布局，提升国际竞争力和科技创新实力，保持汽车产业持续发展，保障国家能源安全、改善环境污染、减少碳排放抑制气候变化等方面具有非常显著的意义。