随着科技、工业与民生的发展，人类对能源的需求越来越多。当前人类消耗的能源主要为有限的、不可再生的矿物能源，如煤炭、石油、天然气、核燃料等，根据目前社会对能源的需求及已探明的地球矿物能源的储藏量，石油、天然气的可用年限不超过一百年，煤炭、核聚变燃料的可用年限不超过三百年，很快会消耗殆尽。各国都在努力寻求可替代能源和可再生能源，并加快产业化进程。
　　
　　氢是宇宙中最丰富的物质，氢在自然界中多以化合物形态出现。在地壳十公里范围内（包括海洋和大气）化合态氢的重量组成约占1%，原子组成约占15.4%。化合态氢的最常见形式是水和有机物，其中，氢的最大来源是水，而且氢与氧的燃烧或化学反应的产物也是水，因此，氢能是可再生能源，可以循环利用，有巨大的发展前景，成为继火力发电、水力发电、核能发电之后的第四代发电方式。
　　
　　氢燃料电池作为新型节能环保能源之一，它的研制受到欧美及日、韩等国的高度重视并快速发展起来，“氢能经济＂已成为美国应对金融危机、振兴经济的利器之一；氢燃料电池也是我们国家十一五重点发展支持项目；氢燃料电池将助力通信运营商的节能减排工作，提高企业竞争力，还将带动原材料、机械、电子、能源等各个国民经济重要产业。
　　
　　一、氢燃料电池工作原理
　　
　　1单电池
　　
　　氢燃料电池将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，氢燃料电池的电极本身不含有活性物质，而只是个催化转换部件；氢燃料电池不是能量贮存容器，而相当于能量转换装置。
　　
　　氢燃料电池使用氢气作为燃料，空气（氧气）作为氧化剂；其主要部件是结构类似于传统单体电池的质子交换膜电池堆，质子交换膜电池堆由阳极空腔、阴极空腔、质子交换膜、催化剂、炭电极组成。其工作原理如图1所示。

　　
　　图1氢燃料电池的工作原理

　　氢燃料电池的工作原理即电解水的逆过程。电化学反应在电极上发生，反应式为：
　　
　　阳极：2H₂→4H⁺ +4e^- 　
　　阴极：O₂+4H⁺ +4e^- →2H₂O 　　
　　总反应：2H2+O₂→2H₂O+热量
　　
　　氢燃料电池工作时，向阳极供给燃料（氢），向阴极供给氧化剂（空气）；氢在阳极分解成正离子H+和电子e-；氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向阴极；在阴极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收电子并结合形成水。
　　
　　2电池堆
　　
　　氢氧燃料电池的单电池工作电压在0.6V～0.9V之间，将多个单电池串联起来形成电池堆以提高输出电压，输出电压等于单电池的工作电压乘以电池的串联数，其输出电流就等于电流密度与工作面积的乘积。电池堆的组装程序相当严格，密封是组装燃料电池的关键技术之一，其目的是确保阳极与阴极两侧的反应气体不会互窜或泄漏。
　　
　　3系统
　　
　　氢燃料电池与传统电池同属电化学装置，但也有不同之处——燃料和氧化剂等活性物质都从外部供给。原则上，当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂、反应产物不断排除时，其可以连续发电，相当于一种节能环保的直流发电机。

　　
　　图2氢燃料电池供电系统框图
　　
　　图3通信用氢燃料电池供电系统