燃料电池是将燃料和氧化剂通过电极进行化学反应，直接变成电能的装置。它和干电池有一些不同：干电池将燃料装在电池的内部，而燃料电池却把燃料存放在电池的外部，像往炉膛里添加煤一样，可源源不断地向电池提供燃料；燃料电池从外表上看也有正、负极，像一个蓄电池，但实质上它是一个将化学能直接转换成电能的“发电厂”，改变了传统的内燃机将热能转换为机械能驱动汽车的方式，犹如火力发电那样，能为照明和各种机器、车辆的运转提供电能。因此，有人把它称作“新型的发电机”。

早在19世纪法国科幻小说鼻祖凡尔纳的小说中，预测家们就曾设想过燃料电池，人们发现了燃料电池的工作原理。但是，直到1958年燃料电池才问世。在人类开发外层空间的活动中，需要特殊的供电电源，才使燃料电池有了大显身手的机会。可是，由于燃料电池的发电设备造价较贵，使它未能走进百姓家。直至人类面临知识经济时代，能源和环保再次向我们敲响警钟，燃料电池的研究又进入了第二个高潮。世界上先进国家的科学家们开发出第三代燃料电池，叫作质子交换膜燃料电池。它是一种将氢气和空气中的氧通过电化学过程产生电能的发电装置，氢与空气中的氧在这里相遇，穿过一层一层比纸还薄的质子交换膜，在催化剂铂金的作用下，分离出电子形成电流，同时氢与氧结合变成水。它不需要燃烧、无转动部件、无噪声、运行寿命长、可靠性高、维护性能好，实际效率能达到普通内燃机的2～3倍，加之其最终产物是水，真正达到清洁、无排放的要求，是21世纪的首选能源。

国际能源界预测，21世纪氢能将取代煤、石油、天然气等能源，形成氢能源经济，而燃料电池将是继水力、火力、核能之后的第四代发电装置和替代内燃机的装置。因此，我国国家科技部和中科院将燃料电池列入“九五”科技攻关计划，而且把质子交换膜燃料电池列为攻关的重点。

当时，国内燃料电池汽车研究领域一片空白，国外则封锁关键技术，确定技术路线是难上加难。项目启动时，万钢先组织了“全球资源条件下上海市发展洁净能源汽车的资源调查和发展战略研究”课题，摸清国外技术情况、分析上海产业优势后，研发团队心中才有了数，少走了许多弯路，探索出一条符合中国实情、跨越式发展的创新之路。

由于当时国内燃料电池技术还处于静态发电状态，要想把燃料电池这样的“大块头”装在轿车上简直是天方夜谭。申请国家863课题时，评审专家就开玩笑说：“只要课题组能把燃料电池动力系统装在三厢轿车上，就算完成课题了。”(www.daowen.com)

另外，推广氢能燃料电池汽车需要解决三个技术问题：一是大量制取廉价氢气的方法，传统的电解方法价格昂贵，且耗费其他资源，无法推广；二是解决氢气的安全储运问题；三是解决汽车所需的高性能、廉价的氢供给系统。目前常见的供给系统有三种，气管定时喷射式、低压缸内喷射式和高压缸内喷射式。随着储氢材料的研究进展，可以为氢能汽车开辟全新的途径。

在制氢方面，通用、奔驰等国外燃料电池轿车采用车载制氢方案，“奔驰”通过甲醇重整制氢，“通用”则通过汽油重整制氢，为此车辆必须装载复杂的制氢设备。万钢率领的团队没有一味仿效国外，跟着别人亦步亦趋。经过调研后，认为应利用上海钢铁、化工工业副产气体制氢的思路，将制氢环节前移，车上直接装载氢。事实证明，这些技术路线后来逐步成为国外汽车公司所采用的主流方案。由于液态氢需要在极低温状态下储存，气态氢便成为更现实的选择。

第二个关键的抉择是，早期燃料电池轿车方案单纯采用一个大功率的燃料电池来供电，而项目组提出了用燃料电池和锂离子蓄电池配合的“电-电”混合动力技术。因为汽车的供能过程是动态的，借助蓄电池的配合，可使燃料电池的供能过程相对平稳，并把刹车时的动能转换成电能储存起来，从而完成踩油门时动力强劲输出而踩刹车时不浪费能源的动态控制。

这样，攻关、研发、协同作战……在项目的攻关过程中处处闪现了原创的“智慧之光”。万钢率领的团队采用产学研联合自主研发，完成了一项一项地技术攻关。同济大学与上汽集团等单位共同组建上海燃料电池汽车动力系统有限公司，依托高校和整车企业进行电动汽车动力平台的研制和整车相关技术开发，利用现有车型配置燃料电池动力平台，缩短开发时间，降低开发成本。