氫燃料電池位于氫能產業鏈的中游，是氫能利用的主流技術之一。燃料電池是一種非燃燒過程的能量轉換裝置，通過電化學反應將燃料和氧氣的化學能轉化為電能，氫是燃料電池的最佳燃料。氫燃料電池的能量轉化效率高，在 40%-60%范圍內，熱電聯供應用情景下可達80%；反應產物僅為水，從根本上消除了溫室氣體的排放。燃料電池技術的不斷成熟帶動了以燃料電池為核心的氫燃料電池汽車、叉車、船舶、軌道交通，熱電聯供、分布式發電、移動電源、輔助電源的應用。
質子交換膜燃料電池具有低溫運行、快速啟動、能量密度高的特性，是目前燃料電池技術發展的主流趨勢。根據電解質和燃料的不同，氫燃料電池分為質子交換膜燃料電池（PEMFC)、堿性燃料電池（AFC)、直接甲醇燃料電池（DMFC）、磷酸燃料電池（PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC)和固體氧化物燃料電池（SOFC)。根據 E4tech 統計，2020 年全球燃料電池裝機量及裝機功率分別為 82400 臺套、1318.7MW，質子交換膜燃料電池裝機量及裝機功率分別為 56300 臺套、1029.7MW，分別占比 65.5%、78.08%，位列第一，2014年-2020 年 PEMFC 裝機功率 CAGR 為 55.55%。
交通運輸領域是目前燃料電池的主要應用場景，燃料電池車系統裝機功率絕對領先。根據 E4tech 統計，2014-2020 年，在裝機數量上，以微型熱電聯產為主的固定式發電占主導地位，2020 年日本的 Ene-Farm 超過 47000 臺套、德國的 KfW433 計劃超過 5000 臺套、泛歐的 PACE 項目增加約 1000 臺套；2020 年便攜式燃料電池出貨量約 4000 臺套，包括娛樂性電池延長器、遠程監控和遠程電源裝置。交通運輸領域燃料電池裝機功率從 2014 年 37.3MW提升至 2020 年 933.5MW,占比由 20%提升至 75.3%，從 2016 年開始，交通運輸領域裝機功率超過便攜式發電領域逐步占據領先地位。2020 年，全球燃料電池車裝機功率約 859MW，約占所有應用領域出貨容量的三分之二。
