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?所以被稱為燃料電池.
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,現(xiàn)在正發(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）.氫在負(fù)極分解成正離子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,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.
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,在酸溶液中負(fù)極反應(yīng)式為：2H2-4e-==4H+ 正極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-==2H2O;如是在堿溶液中,則不可能有H+出現(xiàn),在酸溶液中,也不可能出現(xiàn)OH-.