燃料电池（Fuel Cell，缩写FC）是一种利用氢或类氢物质（如甲醇、天然气等）作为燃料，通过氧化还原反应产生电能的器件。燃料电池是一种高效、清洁、无噪音、无振动、无污染的绿色能源，电化学反应原理是：氢分子经过阳极的氧化，成为负电子和离子，再经过阴极的还原，得到电，同时反应产生的只有水和热。因此也被称作氢能电池。
燃料电池中的电堆是指由阴极、阳极和电解质三部分组装而成的单元，每个电堆产生的电压一般在0.6-1V之间。为了增加输出电压和输出电流，电池堆可以串接组装，形成燃料电池系统，用于提供不同功率的电能，以满足不同的应用需求。
电堆是由阳极、阴极、电解质膜和集流板几个部分组成，其中，电极是用高效催化剂涂覆的多孔性材料，用于催化燃料和氧气的电化学反应；电解质是用于分离阳、阴极和阻止燃料与氧气直接反应的屏障；集流板则是用于收集电子和电流，将它们从电堆传输到外部。整个装置密封在一个外壳内，通过进气口、出气口、水箱等等来保持燃料电池系统的稳定工作状态。
燃料电池中的电堆，其实是将燃料和氧气通过在阴极和阳极上的催化剂作用下，进行氧化还原反应，释放出能量的过程。反应式如下：
2H2 + O2 → 2H2O + energy
燃料（通常是氢气）通过阳极进入电池，在与氧气在阴极处的反应中，产生电、水和一定的热量。同时，为了维持电解质膜的正常运作，需要在阳极侧提供一定浓度的氢气，而在阴极侧则要保证氧气的充分供应，才能保证电堆的高效工作状态。
燃料电池中的电堆相较于传统的燃烧发电方式，具有以下优点：
1）高能量利用率：由于不同于燃烧发电，燃料电池通过电化学反应产生电力，其对原始能源的利用效率高于燃烧发电。
2）环保高效：燃料电池产生的主要废气为水汽，无污染、无噪音等优点，配合可再生能源的使用，更具有环保优势；
3）灵活性强：电堆的单元可以组装，用于取得不同的功率输出。同时驱动电堆的燃料可以从各种不同的燃料中选择，如甲醇、天然气、乙醇等等。
然而同样由于技术的限制，燃料电池产业也存在一些问题，如投资成本高、设施建设复杂等诸多不便之处。
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