燃料电池（Fuel Cell）是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”，而是一个“发电厂”。

燃料电池由德国物理学家及化学家尚班（C.F.Schonbein）于1838年提出。他使用两个由白金组成的电极插入电解液里，当电解液中有氢气和氧气时，就会在两个电极上产生电压，这就是最原始的燃料电池工作原理。英国物理学家威廉·葛洛夫（W.R.Grove）于1839年2月同样发现了燃料电池现象并做了设计草图，于1842年发表。

燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式。燃烧会释放有害气体和粉尘等污染物，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底不产生有害物质排放的过程。燃料电池运行无噪声，大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合安装在对噪声有限制的地方。燃料电池的发电效率可以达到50%以上。这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间转换。

燃料电池用途广泛，最早用于航天领域，目前已应用于机动车、移动设备、居民家庭电子设备等领域。

按燃料电池使用的电解质或燃料类型不同，可将其分为如下六种：碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池。本实验采用质子交换膜燃料电池，其中燃料氢用电解水获得。

尽管燃料电池有诸多优势，但受电池造价偏高、碳氢化合物燃料无法直接利用及氢气储存技术还不够发达等因素影响，目前还不能得到广泛应用。