燃料電池是一種在等溫狀態(tài)下，直接將存儲在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的元器件。燃料電池的陰極和陽極由電解質(zhì)隔開，在工作時，不需要燃燒，只需要將燃料和空氣中的氧氣分別送入陽極和陰極，從而發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在電解質(zhì)的作用下，氫氧離子定向移動，產(chǎn)生電位差，在外電路中形成電流，從而發(fā)出低壓直流電，類似于電解水的逆過程。燃料電池在發(fā)電過程中，副產(chǎn)品僅為熱水和少量二氧化碳等。

燃料電池按電解質(zhì)分主要包括磷酸燃料電池PAFC（PhosphoricAcidFuelCell）、堿性燃燒電池AFC（AlkalescentFuelCell）、質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC（ProtonExchangeMembraneFuelCell）、熔融碳酸鹽燃料電池MOFC（MoltenCarbonateFuelCell）、固體氧化物燃料電池SOFC（SolidOxideFuelCell）。其中磷酸燃料電池最接近于商業(yè)化，熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池被推薦應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)電。燃料電池發(fā)電廠主要由三部分組成：燃料處理部分、電池反應(yīng)堆部分、電力電子換流控制部分。

燃料電池具有以下優(yōu)點：①清潔無污染。發(fā)電過程中的排放物對環(huán)境影響幾乎不計。由于無旋轉(zhuǎn)機械部分，因而沒有噪聲污染。②發(fā)電效率高。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或聯(lián)合循環(huán)綜合利用熱能，燃料電池的發(fā)電效率幾乎是傳統(tǒng)發(fā)電廠發(fā)電效率的2倍。③適應(yīng)負荷變化的能力強。④安裝周期短、安裝位置靈活，占地少、檢修維護容易。