[요약] 수소를 산화 전극의 연료로 사용하여, 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술을 이용한 전지 일반적으로 물을 전기분해 시키면 수소와 산소가 발생하는데 이 역반응을 활용한 것이 수소연료전지이다. 석유, 가스 등의 물질에서 추출한 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술을 이용한 전지이다. 반응을 살펴보면 산화 전극에서 생성된 H+ 이온 전극을 투과하여 전해액으로 들어간다. 전극에 남아있는 전자(e-)는 외부 부하를 거쳐 반대편 환원 전극으로 이동하고 환원 전극에서 산화제인 산소와 결합하여 OH-이온을 형성한다. OH-이온은 환원 전극을 투과하여 전해액으로 들어가서 H+이온과 결합하여 물(H2O)이 된다. 이렇게 생성된 물은 셀(cell) 밖으로 배출시켜야 하고, 반응과정에서 발생한 열도 재활용하거나 냉각장치를 통해 외부로 방출하여야 된다. 이러한 수소의 화학반응은 연료전지 전극에서 촉매의 영향을 많이 받기 때문에 수소연료전지도 현재 백금을 촉매로 많이 사용하고 있다. 산화 전극(-극, 연료극)에서 연료인 수소의 산화 반응이 일어난다. 2H2 → 4H+ + 4e- (산성 조건) 환원 전극(+극, 공기극)에서는 산소의 환원 반응이 일어난다. O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (염기성 조건) 전체 반응은 수소전지의 생성물은 전기와 순수()뿐이고 발전효율 30~40%, 열효율 40% 이상으로 총 70~80%의 효율을 가진다. 특히, 기존 화학전지와 달리 연료와 공기가 공급되는 한 지속적으로 전기에너지를 만들어 낼 수 있다. 그 외에도 기존 터빈발전방식과 비교했을 때 소음이 적으며, 온실가스 발생이 적어 친환경적이다. 또한, 수소전지는 부피가 작아 공간 확보가 쉽고 다양한 분야에 접목할 수 있다. 이러한 수소연료전지는 가장 친환경적임에도 불구하고 수소의 저장 문제 때문에 폭넓은 상용화가 제한적이었다. 수소 저장 기술이 더욱 개발되고, 수소생산 문제가 경제적으로 해결된다면 수소전지는 미래에 친환경 에너지원으로 더욱 활용될 수 있을 것이다. 최근에는 수소 저장 과정의 안정성 문제를 해결하는 기술이 확보되며 수소연료전지를 동력원으로 하는 수소 자동차가 상용화되고 있다.