氢燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和隔膜四部分组成，结构与一般的电池基本相同，不同的是后者的活性物质贮存在电池内部，导致电池的容量受限。而燃料电池的阳极和阴极本身并不包含活性物质，只作为催化元件使用，所以原则上只要氢气和氧气不断输入，氢燃料电池就能持续发电。原理方面，氢气和氧气分别从外部输入氢燃料电池的阳极和阴极，阳极的氢气经过催化剂作用，生成氢离子和电子，失去电子的氢离子穿过隔膜终到达阴极，其化学方程式为H2=2H++2e-，氢离子到达阴极后，与阴极的氧气和电子重新结合为水，其化学方程式为2H++1/2O2+2e-=H2O，整个过程的总反应为H2+1/2O2=H2O。装卸设备要有完善的管理操作规程，非经过培训的专业人员不能对其进行操作，避免事故的发生。重庆全国加氢站
电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，反应过程就能连续进行。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正氢离子和电子。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上。氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。多种储存方式各有利弊氢燃料以何种形态装载汽车上是个大问题，安全性能、能源密度等都是评价其性能的重要指标。重庆全国加氢站氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油三倍，而且污染少。
氢气的用途在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中，在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料，冶金用还原剂。由于氢的高燃料性，航天工业使用液氢作为燃料。氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟气、氯气、氧气、一氧化碳以及空气混合均有的危险。
液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化，再装入隔温的槽罐车中运输，目前商用的槽罐车容量约为65m3，可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约～、压力范围为1~3Mpa，每小时流量约310~8900kg氢气，目前该类管道总长度已超过16000km，主要分布在美国、加拿大和欧洲等地，其投资成本较天然气管道高50~80%，其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术，由内层和外层两个等截面同心套管构成，且两个管套中间抽成真空状态，防止内管内液氢的温度扩散。利用氢气可以从含氧化合物中夺取氧的性质，冶金工业可以冶炼金属。
氢气与氟气的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性，与氯气的混合体积比为1：1时，在光照下也可。氢气由于无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现，在许多情况下向氢气中加入有臭味的乙硫醇，以便使嗅觉察觉，并可同时赋予火焰以颜色。氢气虽无毒，在生理上对人体是惰性的，但若空气中氢气含量增高，将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样，直接接触液氢将引起。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧，并有可能和空气一起形成混合物，引发燃烧事故。氢气是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富，水就是氢的仓库。重庆全国加氢站
氢气还是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富，水就是氢的仓库。重庆全国加氢站
燃料电池（Fuel Cell），是一种发电装置，但不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不像充电电池一样，用完须继续充电，燃料电池正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所需的燃料是“氢”，其之所以被归类为新能源，原因就在此。燃料电池的运作原理，也就是电池含有阴阳两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或空气）则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用，使得阳极的氢分子分解成两个质子（proton）与两个电子（electron），其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂之作用下，质子、氧及电子，发生反应形成水分子，因此水可说是燃料电池的排放物。燃料电池所使用的“氢”燃料可以来自于水的电解所产生的氢气及任何的碳氢化合物，例如天然气、甲醇、乙醇（酒精）、沼气等等。由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前发展前景的新能源方式，如能普及并应用在车辆及其他高污染之发电工上，将能减轻空气污染及温室效应。重庆全国加氢站
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