人类社会的发展离不开能源。目前,不可再生的传统化石能源，如石油、天然气、煤炭、核材料等，因过度开采而面临枯竭。同时，它们在使用过程中也带来了不可避免的环境污染与大量的二氧化碳排放，严重威胁了社会的可持续发展。因此，改变传统能源高能耗、高污染的利用方式，改善可再生能源应用的局限性，开发洁净、可持续的新能源及其相应的存储和转换技术，以解决人类面临的能源短缺危机和环境污染问题，已成为当前世界各国的重点发展方向。

2014年，习近平主席高瞻远瞩地提出了能源四大革命（能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命），为能源利用技术的绿色低碳发展指明了方向。2020年，习近平主席在联合国大会上作出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严承诺。随后，中国陆续发布了一系列规划和政策，以鼓励发展与实施清洁高效的能源利用技术，为实现“双碳”目标提供重要支撑。

氢作为二次能源载体，洁净易得，可以方便、高效地转化成电和热。采用可再生清洁能源（如太阳能、风能、水利能、地热能）所产生的间歇电能制氢，不仅可以实现间歇电能的储存，还可以通过燃料电池等电化学技术将氢能转变成电能，从而实现零排放及可再生能源的可持续循环。此过程会催生可持续发展的氢能经济，逐步替代以传统化石能源为基础的社会生产和生活结构。燃料电池通过电化学反应直接将氢（燃料）的化学能转化为电能，无须燃烧，避免了卡诺循环的限制及直接燃烧带来的污染物（如NOx），从而获得较高的转化效率（理论值高达85%~90%）。……