氢能发电技术虽然氢气可以与化石燃料一样通过燃烧后发电，但是通过燃料电池将化学能直接转化为电能可以有效避免中间转化的损失，发电效率很高，更具有实用性。
根据工作温度的不同，燃料电池可以分为低温燃料电池(碱性燃料电池、固体高分子质子交换膜燃料电池和磷酸型燃料电池)和高温燃料电池(熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化型燃料电池)。
以纯氢为燃料的固体高分子质子交换膜燃料电池(PEMFC)，具有功率密度高、能量转换效率高、启动温度低等优点，在可再生能源的氢能储存中受到了重点关注。
影响PEMFC性能的关键材料包括质子交换膜、膜电极与电催化剂。
另外，为满足大规模发电和并网的要求，燃料电池需要组成电堆，形成大容量联合循环发电系统。
因此，电堆的均一性和电池动态响应辅助技术也需要进一步完善。
燃料电池产生的直流向交流转换的波形、谐波、保护和故障分析等问题也需要开展深入研究。
随着“碳达峰、碳中和”的时代来临，我国将快速形成清洁能源主导，能源高效低碳转化和利用的新局面。
新能源发电和氢能同为清洁能源的理想载体，两种技术的结合具有明显的经济、社会和生态优越性，将在新型电力系统中扮演重要角色。
从技术瓶颈考虑，三类问题亟待解决：一是高压高效水电解制氢、低成本储氢、燃料电池发电成本与效率等关键技术;二是分布式燃料电池发电并网技术;三是氢能的网络化及其与电网的互联互通。
随着材料和电力工程技术的发展进步，我国乃至世界都将可能快速步入基于氢储能和其余储能技术联合支撑的可再生能源应用的新时代。
