燃料电池汽车是指以氢气或甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电动机驱动的汽车
其基本驱动原理如图所示。燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，从能源的利用和环境保护方面而论，燃料电池汽车是一种理想的车辆。
燃料电池汽车的主要结构是上述的燃料电池堆及相应的附属装置，图所示为本田FCX燃料电池汽车的动力传动示意图，其组成部件及功能如下：
增湿器位于燃料电池系统盒内，在通往电池堆阴极的空气管道里面。
PEM燃料电池的水管理系统非常重要，水太多会妨碍氧气与正极接触，水太少会让电解质变干，降低其电导性，燃料电池内水的多少及其位置对确定燃料电池的起动温度有很大影响，因为水在燃料电池内会结冰阻碍电池的起动。增湿器的作用是通过让正在阴极蒸发的水分循环给燃料电池提供充足的水分。
正常工作过程中燃料电池会产生热量。余热会导致聚合物电解质膜损坏，所以必须用液体冷却系统把余热从燃料电池堆中带走。燃料电池产生的热属于低品位热能，在冷却液与周围空气之间的温度差别很小，这种情况下，热转移会很慢，必须用表面积非常大的散热器，如图所示的是本田FCX散热器。
有些情况下，如果前机舱位置不够，散热器也会被安装在其他位置，例如在本田的FCHV车型中，该车下面装了一个辅助散热器来提高冷却系统的散热能力。
在所有行驶条件下，必须以适当压力和流速给燃料电池堆送风使电池堆正常工作。车载空气泵把大气压缩后输送给燃料电池的正极就能达成此功效。
混合动力汽车设计能提高带传统传动机构汽车的效率，因为制动及其他正常运行过程中损失的能量存储起来以后可以供高压电池或超级电容器使用。在燃料电池汽车中设计二次电池，可以提高汽车的驾驶性能。因为电存储设备能够立即提供能量给驱动电机，并能克服燃料电池部分的加速滞后情况。
大多数燃料汽车设计中用镍氢电池作为二次电池，通常安装在汽车后部，如图所示。二次电池的结构与燃料电池堆相似，由很多单个电池串并联构成一个高压电池组。
电池中存储电能的另一种形式是超级电容器。电容器是一种能阻止直流电、允许交流电通过的电气设备。然而，电容器也能利用正负电荷之间的静电吸引存储电能。
超级电容器与传统电容器的构造大不相同。超级电容器是建立在双电层理论基础上的一种全新电容器，其中两个活性炭电极浸在有机电解液里。电极的表面积非常大，被膜隔开，允许离子移动但是能阻止两个电极接触，如图所示。由于离子在电解液内移动，所以发生充电和放电情况，但是并没有发生化学反应。超级电容器能够快速、高效地充放电，这个特点使得超级电容器很适合使用在燃料电池汽车上作为辅助二次电池用。
5、氢能燃料电池工作原理用于燃料电池汽车的驱动电机与目前混合动力汽车内的驱动电机非常相似，普通驱动电机以交流同步设计为基础，有时也用直流无刷电机。交流电机不使用换向器或者电刷，取而代之的是三相定子和永磁转子，如图所示。用逆变器产生电机需要的三相高压交流电。虽然电机本身结构简单，单独起动和控制系统却相对复杂。
除氢燃料外，燃料电池汽车的高效纯节能还体现在电传动技术上。燃料电池汽车使用的驱动电机，只能简单地减小它们的最终传动，需要用一个差速器把动力输送到主动轮。无须换挡，完全取消了如液力变矩器、离合器等机构。也不用倒车挡，只给驱动电机反向供电即可以实现倒车。驱动桥总成如图所示。
用于燃料电池汽车的驱动桥非常简单，几乎没有运动件，因而结构稳定耐用，运转平稳无噪声。
6、金属燃料电池工作原理燃料电池汽车的传动机构由电源控制单元（PCU）控制，它控制燃料电池的输出功率，并给各部件供电。PCU的作用之一是充当逆变器，把燃料电池堆输出的直流电转变成三相交流电，给汽车的驱动电机供电，如图所示。
再生制动过程中，驱动电机充当发电机，将汽车的动能转变成高压电池组充电的电能。PCU又将电机发出的三相交流电压转变成直流电压输送给燃料电池，燃料电池输出的直流电也通过PCU的控制给高压电池组充电。
氢燃料电池是一种高效、清洁的新能源，但价格高昂成为限制其应用的重要瓶颈。近期，中国科学技术大学梁海伟教授与林岳博士、北京航空航天大学水江澜教授等合作，发明了一种高温“硫固体胶”合成法，研制出一系列高性能铂合金催化剂，有望大幅降低氢燃料电池成本推进其产业化。国际权威学术期刊《科学》10月22日发表了该成果。
7、sofc燃料电池工作原理氢燃料电池的工作原理是氢气和氧气分别在电池的阳极和阴极发生化学反应，从而将化学能转变成电能，过程中需大量使用铂基催化剂。铂又名白金，是一种贵金属，使得氢燃料电池的造价非常昂贵。发展高活性催化剂、减少铂使用量，是氢燃料电池大规模产业化的关键性问题。
梁海伟教授联合团队通过高温“硫固体胶”合成法，利用硫原子与铂原子之间强烈的相互作用，如固体胶般将铂基合金纳米颗粒在高温下“粘”在碳载体上，防止纳米颗粒在高温下尺寸变大，成功制备出46种铂合金催化剂。他们研究发现，铂合金催化活性与其表面应力存在强关联性，通过减少铂合金催化剂的晶格参数增大压缩应变，有望将催化性能进一步推向峰值。
他们从合成的46种催化剂“家族”中筛选出数种高活性催化剂，使得氢燃料电池性能达到了世界先进水平。其中的铂钴合金催化剂，只需使用约十分之一的铂，就可以实现与商业铂碳催化剂效果相当的氢燃料电池性能。
8、pemfc燃料电池工作原理梁海伟教授（左）与团队成员测试氢燃料电池膜电极。新华社发（钱建豪摄)
《科学》杂志审稿人认为，这项研究展示的金属间化合物纳米颗粒对催化应用至关重要，“作者向我们展示了系列二元和多元铂基金属间化合物的尺寸控制合成，令人印象深刻。”
氢能产业发展又现新路径。近日，四川省内江市威远县人民政府与上海汉兴能源科技股份有限公司（下称“汉兴能源”）就“页岩气高效制氢技术开发应用项目”签署协议，双方将围绕威远县丰富的页岩气资源，大力发展新能源产业，并进一步延伸下游产业链。
9、质子交换膜燃料电池工作原理自2019年首次写入政府工作报告以来，氢能产业在我国迎来投资热，作为我国页岩气主产地，四川省威远县与汉兴能源首次开展页岩气制氢合作，可谓是一次新的尝试，这背后的意义何在？可行性又有多大？
据了解，此次四川省威远县与汉兴能源合作的项目是内江新能源领域清洁能源产业重点招商引资项目，项目位于威远经开区严陵工业园区，由上海汉兴能源科技股份有限公司投资建设，投资总额约2亿元，新建包括制氢装置、专业氢能运输装置、氢气充装站、“油气氢”综合能源站等设施。按照规划，一期项目是以页岩气为原料生产氢气，为威远、内江的加氢站提供氢源。二期项目将进行下游产业链的延伸，生产精细化工产品。
“当前，氢能正迎来快速发展的战略机遇期，内江正位于成渝地区双城经济圈氢走廊的中心地带。公司十分看好内江得天独厚的地理优势，将围绕威远县丰富的页岩气资源，大力发展新能源产业，并进一步延伸下游产业链，形成产业集群。”汉兴能源董事长纪志愿表示。
10、熔融碳酸盐燃料电池工作原理另一方面，四川省内江市制氢资源丰富，其中页岩气资源尤为丰富，目前已探明储量6200亿立方米，可开采页岩气4000亿立方米左右。
在中国石油和化学工业联合会副秘书长庞广廉看来，此举是分布式利用页岩气的一个尝试，希望能摸索出一条路子。“与常规天然气相比，我国页岩气主要分布在设施不太完备的丘陵地带，相对来说基础设施建设较差，且产气量的大小不稳定，有时衰减过快，因此建设输气管道时也不确定是否具有可行性，在这种情况下，如果能利用分布式能源的这种方式，在当地就地加工，用于生产现在比较火热的氢能源，也许是一个比较好的方向。”
天然气制氢工艺的原理是先对天然气进行预处理，然后在转化炉中将甲烷和水蒸汽转化为一氧化碳和氢气等，余热回收后，在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程。
