氫燃料電池是以氫氣為燃料，通過電化學反應將燃料中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。氫燃料電池的基本工作原理是電解水的逆反應，分別向陽極和陰極提供氫氣和氧氣。氫氣通過陽極向外擴散，與電解液反應後，釋放出電子，通過外載到達陰極。氫被燃料電池陽極中的催化劑(鉑)分解成電子和氫離子(質子)。
其中質子通過質子交換膜到達陰極並與氧反應變成水和熱。相應的電子通過外部電路從正極流向負極，產生電能。氫燃料電池的電極通常由貴金屬如鉑、鈀和銠制成。陽極上的貴金屬催化劑可以促進氫氣的氧化反應，從而產生電子。陰極上的貴金屬催化劑可以促進氧的還原反應，從而接受電子並形成水。
氫燃料電池的應用領域
20世紀60年代，氫燃料電池已經成功應用於航空航天領域。穿梭於太空和地球之間的阿波羅飛船就配備了這樣壹個小而大容量的裝置。進入20世紀70年代後，隨著人們不斷掌握各種先進的制氫技術，氫燃料電池很快被用於發電和汽車。
大型電站，無論是水電、火電還是核電，都是把發出的電送到電網，電網再輸送給用戶。但由於用戶負荷不同，電網有時呈現高峰，有時呈現低谷，會導致停電或電壓不穩定。
此外，傳統火電站約70%的燃燒能量消耗在鍋爐、汽輪發電機等巨大設備上，燃燒時消耗大量能量並排放大量有害物質。利用氫燃料電池發電，直接將燃料的化學能轉化為電能，無需燃燒，能量轉化率可達60%-80%，汙染和噪音小，裝置可大可小，非常靈活。