Ogniwo paliwowe jest urządzeniem elektro-chemicznym, pozwalającym na uzyskanie energii elektrycznej i cieplnej bezpośrednio z zachodzącej w nim reakcji chemicznej. Istnieje kilka rodzajów ogniw paliwowych ale najpowszechniej stosowane są urządzenia bezpośrednio zasilane wodorem, w których jedynym produktem ubocznym zachodzącej w nich reakcji jest woda. Technologia ogniw paliwowych jest ekologiczną alternatywą dla standardowych, toksycznych dla środowiska naturalnego technik produkcji energii ze spalania paliw kopalnych. W dobie wciąż pogłębiającego się, katastrofalnego skażenia środowiska, jest to prawdziwe „światło w tunelu” na drodze do poprawy warunków życia na Ziemi. Oprócz wyżej opisanych walorów, ogniwa paliwowe cechują się jednym z najwyższych wskaźników uzysku mocy z jednostkowej objętości paliwa, co stanowi o wysokiej efektywności przetwarzania energii przy pomocy tej technologii.

Ogniwo paliwowe zbudowane jest z elektrod: anody i katody, które odseparowane są elektrolitem w formie płynnej lub stałej. Materiał elektrolitu zapewnia przepływ kationów przez swoją warstwę a z drugiej strony uniemożliwia przepływ elektronów. Główna reakcja chemiczna zachodząca w ogniwie paliwowym powoduje rozbicie wodoru na proton i elektron na anodzie, a w dalszej kolejności połączenie substratów tej reakcji na katodzie. Z powodu zablokowania przepływu elektronów przez membranę elektrolitu, wymuszany jest ich ruch (przepływ prądu elektrycznego) przez obwód elektryczny zawierający zasilane urządzenie odbiorcze. Produktami końcowymi zachodzącej reakcji elektro-chemicznej wodoru i tlenu są: prąd elektryczny, ciepło i woda.

 Zasada działania ogniwa paliwowego - animacja:

 Pojedyncze ogniwo paliwowe wytwarza bardzo małą moc (1-2 W/cm2). Aby ogniwa paliwowe mogły posłużyć do zasilania nawet niewielkich urządzeń elektrycznych, łączy się je w większe moduły nazywane stosami, których napięcia i moce wyjściowe są odpowiednio zwielokrotnione.

W dziedzinie zasilania urządzeń w energię elektryczną zasadniczym a często strategicznym problemem jest zagwarantowanie bezprzerwowego dostępu do energii elektrycznej. W celu zabezpieczenia odbiorników przed skutkami przerw w zasilaniu, powszechnie stosuje się baterie akumulatorów zainstalowane w systemach UPS (nieprzerwalne zasilanie / zasilacz awaryjny). Główną wadą stosowania akumulatorów jest często brak pewności co do ilości zmagazynowanej w nich energii. Potwierdzają to sytuacje awaryjne, w których akumulatory nie zagwarantowały bezprzerwowej pracy urządzeń, pomimo prawidłowych obliczeń wykonanych przy ich doborze. Dodatkowym problemem jest zapewnienie zasilania gdy czas awarii wydłuża się. Klasyczne systemy zasilania awaryjnego składają się z akumulatorów oraz agregatu prądotwórczego wyposażonego przeważnie w silnik Diesla. Jest to rozwiązanie kosztowne i wymaga zwykle wielu inwestycji dodatkowych. Systemy takie wymagają częstych przeglądów i wymiany zużytych elementów. Ponadto podczas pracy emitują one zanieczyszczenia, drgania i hałas, co wymaga zabezpieczenia dla nich specjalnie przygotowanego miejsca. Mottem ostatnich kilkunastu lat jest stwierdzenie: „paliwa kopalne kończą się, nadchodzi era wodoru” Nie ma wątpliwości, że w najbliższych latach czeka nas rewolucja przemysłowa. Obecnie do masowej produkcji trafiły już pierwsze samochody zasilane ogniwami paliwowymi (Toyota, Hyundai, Honda), a kolejne koncerny motoryzacyjne ogłosiły gotowość produkcji takich samochodów w ciągu najbliższych lat. W wielu krajach, w tym m.in. w Niemczech, technologia oparta na wodorze już znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach. Bardzo prężnie rozwija się branża systemów kogeneracyjnych zapewniających energię elektryczną i ciepło dla budynków, w tym również gospodarstw domowych. Cena tych urządzeń, jest już konkurencyjna w stosunku do cen klasycznych systemów zasilania awaryjnego. Zastosowanie ogniw paliwowych wiąże w sobie zalety akumulatorów i generatorów, eliminując przy tym ich wady. Tak jak akumulatory, pracują one cicho, bez wibracji i z zerową emisją zanieczyszczeń. Brak części ruchomych, a w konsekwencji względna prostota konstrukcji urządzenia, wymaga minimalnej obsługi. Tak jak generatory, ogniwa paliwowe zasilane są paliwem, które można zastąpić, uzupełnić lub wytwarzać „na miejscu”, jeśli zostały połączone z elektrolizerem.

• W porównaniu do innych źródeł energii o porównywalnej mocy są mniejsze i lżejsze, produkują energię w sposób naturalnie czysty, gdyż jedynym ubocznym produktem reakcji zachodzącej w ogniwach jest woda

• Brak części ruchomych, prostota konstrukcji urządzenia, praca bez wibracji i bezgłośna

• Niskie koszty eksploatacji

• Możliwość dowolnej lokalizacji urządzeń pozwala na realizację modelu energetyki rozproszonej oraz redukcję kosztów związanych z przesyłem energii elektrycznej i ciepła (produkcja energii w miejscu jej odbioru)

• Budowa oparta na systemie modułowym jest atutem pod względem ekonomicznym, gdyż umożliwia łatwą rozbudowę w miarę rosnących potrzeb

• Odporność na zakłócenia sprawia, iż są dobrym źródłem zasilania dla urządzeń pomiarowych, medycznych i komputerów