燃料电池堆主要是由单燃料电池构成。单电池又包括双极板、密封圈、膜电极（MEA），其中膜电极包括质子交换膜、催化剂层和气体扩散层。
电解质膜的作用是允许质子通过而阻止未电解的燃料和氧化剂渗透到对方。氢燃料电池的电解质膜主要用质子交换膜。质子交换膜（Proton Exchange Membrane Fuel，PEM）是氢燃料电池的最核心部件，是燃料电池电解质和催化剂进行电化学反应的基地。它与一般化学