氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池由于其燃料气来源丰富、效率高、无噪声、无污染的优点，将在未来为节能和保护生态环境做出巨大贡献，是目前各个国家重点进行研究的发电技术。

受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响，全球能源消费结构正向低碳化转型，加快发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。同时，中国在“双碳”战略的引导下，氢能产业也不断发展。需求激增撬动氢气储运市场扩张，未来我国氢能的需求量将大幅度提高。中商产业研究院分析师预测，2030年我国氢气年需求量将达到3715万吨，2040年将达5726万吨，2050年我国氢气年需求量将接近1亿吨，2060年有望突破1.3亿吨。

燃料电池电堆是燃料电池汽车产业的心脏，成本占据燃料电池系统成本60%以上，且技术门槛较高。燃料电池电堆主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层、双极板，以及其他结构件如密封件、端板和集流板等组成。

基于以上观点