使用纳米材料用于燃料电池具有诸多好处：
提高催化活性：纳米材料具有高比表面积和丰富的活性位点，能够为电化学反应提供更多的催化场所，从而显著提高燃料电池中电极反应（如氧还原反应、氢氧化反应等）的催化活性。例如，纳米级的铂催化剂在相同质量下，比传统大块铂材料具有更多的表面原子参与反应，可大幅提升催化效率，减少达到相同输出功率所需的贵金属用量。
增强稳定性和耐久性：纳米材料的特殊结构和表面性质使其在燃料电池的工作环境中具有更好的稳定性和耐久性。比如，一些纳米结构可以抑制催化剂的团聚和流失，减缓电极在长期使用过程中的性能衰减。通过合理设计纳米材料的组成和结构，可以提高燃料电池的使用寿命和可靠性，降低维护成本。
优化电极结构：纳米材料可以用于构建具有特殊形貌和结构的电极，如纳米线、纳米管、纳米颗粒阵列等。这些独特的电极结构有利于反应物和产物的传输，提高电荷转移速率，降低电极内阻，进而提升燃料电池的整体性能。例如，碳纳米管网络可以为催化剂提供良好的支撑和导电通道，改善电极的导电性和反应动力学。
改善传质性能：纳米材料的小尺寸效应有助于改善燃料电池中的传质过程。它们可以增加气体扩散层的孔隙率和通透性，使燃料和氧化剂更有效地扩散到电极表面参与反应，同时也有利于反应产物（如水）的排出，避免因物质传输不畅导致的局部浓度极化和性能下降。
提高能量效率：由于纳米材料能够提高催化活性、优化电极结构和改善传质性能，使得燃料电池在相同的输入条件下能够更高效地将化学能转化为电能，从而提高能量转换效率。高能量效率不仅意味着可以更充分地利用燃料，还能减少能源浪费和热量产生，有利于燃料电池系统的整体优化。
降低成本：虽然某些纳米材料本身的制备成本可能较高，但通过提高催化效率和减少贵金属用量，以及提升燃料电池的稳定性和寿命，从长远来看可以降低燃料电池的总体成本。此外，随着纳米材料制备技术的不断发展和规模化生产，其成本也有望逐渐降低，进一步推动燃料电池的商业化应用。
多功能性和可设计性：纳米材料具有丰富的种类和多样的结构，研究人员可以根据燃料电池的具体需求，通过精确调控纳米材料的尺寸、形状、组成和表面性质等，设计出具有特定功能和性能的催化剂或电极材料，以满足不同类型燃料电池和应用场景的要求。