目前，對氫能源的利用主要是氫燃料電池。它不同于電能車的顯著特點是其沒有笨重的電池負(fù)荷，并且行駛里程沒有電能驅(qū)動汽車的限制。因此，氫燃料電池可以說是一種極佳的驅(qū)動動力。用這種動力驅(qū)動的汽車被稱為零污染的氫動力汽車。

燃料電池是將燃料和電解質(zhì)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，也是繼火電、水電、核電之后的第四種發(fā)電裝置，是當(dāng)今發(fā)達(dá)國家十分重視的高新技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。

氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑，氧氣作氧化劑

，通過燃料的燃燒反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵兀c原電池的工作原理相同。

氫氧燃料電池工作時，向氫電極供應(yīng)氫氣，同時向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質(zhì)生成水。這時在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電，在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后，這一類似于燃燒的反應(yīng)過程就能連續(xù)進(jìn)行。

工作時向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（氧氣）。氫在負(fù)極上的催化劑的作用下分解成正離子H+和電子e-。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。

氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的裝置。

氫氧燃料電池的反應(yīng)物都在電池外部它只是提供一個反應(yīng)的容器氫氣和氧氣都可以由電池外提供。

燃料電池是一種化學(xué)電池，它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時釋出的能量，直接將其變換為電能。從這一點看，它和其他化學(xué)電池如鋅錳干電池、鉛蓄電池等是類似的。但是，它工作時需要連續(xù)地向其供給反應(yīng)物質(zhì)——燃料和氧化劑，這又和其他普通化學(xué)電池不大一樣。由于它是把燃料通過化學(xué)反應(yīng)釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵觯员环Q為燃料電池。

具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的"發(fā)電機(jī)"。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板所組成。最初，電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成，2013年正發(fā)展為直接使用固體的電解質(zhì)。

工作時向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣，起作用的成分為氧氣）。氫在負(fù)極分解成正離子H+和電子e-。當(dāng)氫離子進(jìn)入電解液中，而電子就沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。此過程水可以得到重復(fù)利用，發(fā)電原理與可夜間使用的太陽能電池有異曲同工之妙。

燃料電池的電極材料一般為惰性電極，具有很強(qiáng)的催化活性，如鉑電極、活性碳電極等。

利用這個原理，燃料電池便可在工作時源源不斷地向外部輸電，所以也可稱它為一種"發(fā)電機(jī)"。

一般來講，書寫燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式，需要高度注意電解質(zhì)的酸堿性。在正、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。如氫—氧燃料電池有酸式和堿式兩種：若電解質(zhì)溶液是堿、鹽溶液則

總反應(yīng)方程式為：

氫氧燃料電池負(fù)極（Ni）：2H2-4e+4OH-=4H2O正極（Ni）：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O電解水陰極：4H++4e-=2H2↑陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑通電電解方程式：2H2O=2H2↑+O2↑

在堿溶液中，OHˉ含量極高，故負(fù)極處生成的H+會直接與OHˉ結(jié)合生成水，而正極處生成的OHˉ由于缺少H+結(jié)合而以離子的形態(tài)存在。酸性溶液則正好相反。

以氫氣作燃料、氧氣作氧化劑的一類燃料電池。氫氧從外部通過管道輸入電池進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并輸出電能。氫氧燃料電池的理論比能量達(dá)3600瓦·時/公斤。單體電池的工作電壓一般為0.8～0.97伏,為了滿足負(fù)載所需的工作電壓，往往由幾十個單體電池串聯(lián)成電池組。