燃料电池是一种在等温状态下，直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的元器件。燃料电池的阴极和阳极由电解质隔开，在工作时，不需要燃烧，只需要将燃料和空气中的氧气分别送入阳极和阴极，从而发生电化学反应，在电解质的作用下，氢氧离子定向移动，产生电位差，在外电路中形成电流，从而发出低压直流电，类似于电解水的逆过程。燃料电池在发电过程中，副产品仅为热水和少量二氧化碳等。

燃料电池按电解质分主要包括磷酸燃料电池PAFC（PhosphoricAcidFuelCell）、碱性燃烧电池AFC（AlkalescentFuelCell）、质子交换膜燃料电池PEMFC（ProtonExchangeMembraneFuelCell）、熔融碳酸盐燃料电池MOFC（MoltenCarbonateFuelCell）、固体氧化物燃料电池SOFC（SolidOxideFuelCell）。其中磷酸燃料电池最接近于商业化，熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池被推荐应用于电力系统发电。燃料电池发电厂主要由三部分组成：燃料处理部分、电池反应堆部分、电力电子换流控制部分。

燃料电池具有以下优点：①清洁无污染。发电过程中的排放物对环境影响几乎不计。由于无旋转机械部分，因而没有噪声污染。②发电效率高。通过热电联产或联合循环综合利用热能，燃料电池的发电效率几乎是传统发电厂发电效率的2倍。③适应负荷变化的能力强。④安装周期短、安装位置灵活，占地少、检修维护容易。