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氢燃料电池的工作原理其实可以理解为电解水的反向过程。简单来说，氢气被输送到阳极，氧气送到阴极，氢气在阳极扩散并与电解质反应，释放出的电子经过外部电路传递到阴极，从而产生电流。和普通电池不同，这种装置本质上是让氢氧发生化学反应来发电（市场上也存在直接烧氢气来驱动的氢内燃机，比如宝马早年推出的氢能7系）。这类汽车的驱动原理和电动车很像，动力来源于车上的电动机，相当于自己带着氢燃料发电机的电动车。

氢燃料电池有几个明显优点：首先是零排放。它通过化学反应发电，不需要像燃油车那样烧汽油柴油，也不像普通电池那样储能。传统燃料燃烧会产生一氧化碳和颗粒物，而它只会排出水和热量。其次是静音效果好。运行时噪音大概55分贝，差不多就是平时聊天的音量，这个特性让它既能装在室内，也能用在需要控制噪音的户外场所。最后是能量转化效率高，能达到50%以上。因为它直接把化学能转成电能，跳过了传统发电机需要先转热能再转机械能的中间步骤，比如传统燃油发动机的热效率通常只有30%左右。