氢燃料电池的工作原理本质上是电解水的逆反应，早在十九世纪三十年代就有国外科学家实现了电解水的逆反应并产生电流。在过去，燃料电池主要被用于航空航天等特殊领域。近十几年来，随着全球环境保护、能源减耗、可持续发展意识的增强，燃料电池开始得到重视和发展。

氢燃料电池的工作过程就是将氢气与空气中的氧气化合成水H2O并释放出电能的技术，特点是工作温度低，启动速度快，特别适用作动力电池。

第一步：氢气通过管道或导气板到达阳极，在阳极催化剂作用下，氢分子电离为带正电的氢离子（即质子）并释放出带负电的电子。

第二步：氢离子穿过电解质（质子交换膜）到达阴极，电子通过外电路到达阴极。电子在外电路形成电流，通过适当连接可向负载输出电能。

第三步：在电池的另一端，氧气（空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂作用下，氧气与氢离子及电子发生反应生成水。

燃料电池有很多种，各种燃料电池之间的区别在于电解质不同。氢燃料电池由双极板（阳极、阴极）和质子交换膜组成，氢燃料在阳极发生氧化，氧化剂在阴极还原，质子交换膜作为电解质。两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。