燃料电池的核心是将化学能转化为电能，所使用的燃料通常为氢气或液态烷基醇。但这些燃料在存储、转换、输送方面都存在问题，其中最大的技术难点是催化剂的使用，催化剂的成本昂贵，难以大规模生产，同时复杂的催化反应也导致燃料电池系统的稳定性难以保障。此外，燃料电池的高温高压和化学反应导致设备寿命较短，再加上燃料电池使用过程中需要不断替换耗损品，更增加了生产和维护难度。
除了催化剂成本高昂之外，燃料电池储氢、输送氢气、冷却系统、电池堆等构成的设备也非常昂贵。同时，燃料电池的制造工艺复杂，需要精密的技术和专门的设备，投入的时间和资金成本也很高。此外，在燃料电池大规模商用之前，还需要建立完备的储氢设施及相关维护、安全管理机制，这也是一个不小的成本和技术挑战。
燃料电池技术在发展过程中面临的不确定性尤其大，最直接的因素就是能源市场的不稳定性。燃料电池虽然看似是可持续的可再生能源，但在制氢及电解方面消耗了大量化石能源，如果没有更好的清洁能源替代，发展前景很难确定。另外，国家对燃料电池的政策也是不确定的，政策赞助和补贴可能会随时停止，使得燃料电池商业化可能出现波折。
燃料电池系统使用的氢气要求极高的存储安全性，因为液氢或高压气体是易燃易爆的。现在国内还很少储氢设施，这在建设存储和输送氢气基础上限制了燃料电池的应用范围。此外，燃料电池车辆和家用燃料电池在使用过程中也存在泄漏、熄火等安全隐患，各国政府需规定相应的法规和标准以保障使用安全。
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