氢能发电方式是氢燃料电池。这是利用氢和氧（空气）直接经过电化学反应而产生电能的装置。70年代以来，日美等国加紧研究各种燃料电池，现已进入商业性开发。日本已建立万千瓦级燃料电池发电站，美国有30多家厂商在开发燃料电池，德、英、法、荷、丹、意和奥地利等国也有20多家公司投入了燃料电池的研究，这种新型的发电方式已引起世界的关注。

　　燃料电池是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能源转换效率可达60%—80%，而且污染少、噪声小、装置可大可小、非常灵活。最早，这种发电装置很小，造价很高，主要用于宇航作电源。现在已大幅度降价，逐步转向地面应用。目前，燃料电池的种类很多，主要有以下几种： 

     质子交换膜型燃料电池：在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，由于质子交换膜只能传导质子，因此氢质子可直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。每一单电池的发电电压理论上限为1.23V。接有负载时输出电压取决于输出电流密度，通常在0.5—1V之间。将多个单电池层叠组合就能构成输出电压满足实际负载需要的燃料电池堆（简称电堆）。

     质子交换膜燃料电池具有如下优点：其发电过程不涉及氢氧燃烧，能量转换率高；发电时不产生污染；发电单元模块化，可靠性高，组装和维修都很方便，工作时也没有噪音。所以，质子交换膜燃料电池电源是一种清洁、高效的绿色环保电源。此外，一种可逆式质子交换膜燃料电池，发电效率最高达80％。

质子交换膜型燃料电池

　　 磷酸盐型燃料电池：是最早的一类燃料电池，工艺流程基本成熟，美国和日本已分别建成4500千瓦及11000千瓦的商用电站。这种燃料电池的操作温度为200℃，最大电流密度可达到150毫安/平方厘米，发电效率约45％，燃料以氢、甲醇等为宜，氧化剂用空气，但催化剂为铂系列，目前发电成本尚高，每千瓦小时约40～50美分。

　　融熔碳酸盐型燃料电池：一般称为第二代燃料电池，其运行温度650℃左右，发电效率约55％，日本三菱公司已建成10千瓦级的发电装置。这种燃料电池的电解质是液态的，由于工作温度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料可用氢、一氧化碳、天然气等。氧化剂用空气。发电成本每千瓦时可低于40美分。

日本夏普公司的溶融碳酸盐燃料电池

　　 固体氧化物型燃料电池：被认为是第三代燃料电池，其操作温度1000℃左右，发电效率可超过60%，目前不少国家在研究建造大型发电站。美国西屋公司正在进行开发，发电成本有希望降低至每千瓦时20美分或更低。

　　此外，还有几种类型的燃料电池，如碱性燃料电池，运行温度约200℃，发电效率也可高达60%，且不用贵金属作催化剂，瑞典已开发200千瓦的一个装置用于潜艇。美国最早用于阿波罗飞船的一种小型燃料电池称为美国型，它的发电效率高达75%，运行温度低于100℃，但是必需以纯氧作氧化剂。后来，美国又研制一种用于氢能汽车的燃料电池，充一次氢可行300公里，时速可达100公里，发电效率最高达80％。

　　燃料电池理想的燃料是氢气。燃料电池的主要用途除建立固定电站外，特别适合作移动电源和车船的动力，这也是今后氢能发挥作用的大舞台。

                 燃料电池                                                                 便携式燃料电池