연료전지(燃料電池)는 화학작용이 일어날 때 발생하는 에너지의 변화를 전기 에너지로 변환해 주는 장치다. 일반적인 전지는 전극을 구성하는 두 물질 사이에 전해질을 두어서 발생하는 화학반응을 통한 전위차를 이용하는 방식이지만, 연료전지는 외부에서 연료(주로 수소와 산소를 사용)를 공급하여 두 연료 사이에서의 산화, 환원반응을 진행시키면서 그 과정에서 움직이는 전자를 전기 에너지로 전환시키는 장치이다.
구조
전해질 터널(수산화 이온)을 가운데에 두고 양끝에 전극이 위치하며, 수소가 (+)극으로 투입되면 전자를 잃고 양이온 상태로 터널을 통과한다. 전자는 외부로 나가서 전력이 된다. (-)극에는 산소가 대기하고 있으며, 터널을 통과한 수소는 산소와 결합해 물이 되면서 열과 함께 밖으로 배출된다.
산소의 경우 대기 중의 산소를 동원하되 매우 순도가 높아야 하기에 철저한 정화시설이 병설되어 있다. 수소차가 움직이는 공기청정기라고 불리는 이유이기도 하다. 주된 연료인 수소는 물에서 전기분해로 생산하는 방법도 있지만, 너무 효율이 떨어지기 때문에 일반적으로 천연가스에서 수소를 잘라내는 공정을 사용하며 이를 “개질”이라 한다. 그 외에 화학단지에서 부산물로 생성되는 “부생수소”를 가져다 쓸 수도 있다.