燃料電池是一種新的能量轉(zhuǎn)化裝置，它能將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能按電化學(xué)原理轉(zhuǎn)化為電能，即將化學(xué)反應(yīng)自由能變化通過電極-電解質(zhì)系統(tǒng)源源不斷地轉(zhuǎn)換為電能，由于燃料電池發(fā)電不需要經(jīng)過燃燒-發(fā)電機(jī)過程，所以不受卡諾循環(huán)的限制，可以實(shí)現(xiàn)高效的能監(jiān)轉(zhuǎn)換。燃料電池通常是由含催化劑的陽極、陰極租離子導(dǎo)電的電解質(zhì)構(gòu)成，燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽極通過負(fù)載流向陰極構(gòu)成電回路，產(chǎn)生電能而驅(qū)動負(fù)載工作。燃料電池由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)而受到世界各國的普遍重視。在過去的一個多世紀(jì)里，燃料電池技術(shù)取得了驚人的快速發(fā)展，一些燃料電池已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，在火電、水電、核電三種電力生產(chǎn)方式之外，燃料電池被譽(yù)為第四代發(fā)電技術(shù)。

燃料電池已經(jīng)有很長的發(fā)展歷史。1839年英國科學(xué)家Grove發(fā)明了第一個燃料電池，在稀硫酸中放入兩個鉑箔作電極，先由電解產(chǎn)生氫和氧，接著連接外部負(fù)載，使氫和氧發(fā)生電池反應(yīng)，消耗氫氣和氧氣的同時產(chǎn)生電流。正極接氧氣管，負(fù)極接氫氣管，黑棒表示鉑片電極，浸入稀硫酸電解液中。Grove指出強(qiáng)化在氣體、電解液與電極三者之間的相互作用是提高電池性能的關(guān)鍵，他所提出的燃料電池的工作原理開創(chuàng)了一種新的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，它的提出歷史性地第一次將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

當(dāng)今的便攜式電源系統(tǒng)大多是鋰離子電池、鎳氫電池等充電電池或一次性化學(xué)電池，對于較特殊的環(huán)境，這些化學(xué)電池都存在些不可克服的弱點(diǎn):①輸出功率有限，重量比功率和體積比功率的密度都低。②儲能有限以及連續(xù)放電工作時間有限。③難以及時得到充電設(shè)施或需要很長的充電時間。用直接甲醇燃料電池作為便攜式電源能夠很好地解決上述問題，例如，使用直接甲醇燃料電池的蜂窩狀電話，其能量密度可以達(dá)到傳統(tǒng)可充電電池的10倍，添加燃料后可以持續(xù)使用。便攜式質(zhì)子交換膜燃料電池電源具有以下的優(yōu)點(diǎn):①輸出功率從幾瓦到幾千瓦均可實(shí)現(xiàn)，比功率密度高，體積、重量可滿足便攜式需求;②整個電源系統(tǒng)的儲能與連續(xù)發(fā)電、工作時間取決于攜帶的燃料的多少;③無須充電，重新儲能發(fā)電采取機(jī)械式的補(bǔ)充燃料:④電源系統(tǒng)安全、可靠。