原理：

　　单电池主要由膜电极（阳极、阴极、质子交换膜）和集流板组成：

　　具有一定湿度和压力的氢气和氧气分别进入阳极和阴极，经扩散层到达催化层和质子交换膜的界面，分别在催化剂的作用下发生氧化和还原反应。

　　在阳极，氢气发生电化学反应生成氢离子和电子，其中氢离子通过质子交换膜传导到阴极（质子交换膜的特有属性使其只允许氢离子通过），电子通过外电路到达阴极，在阴极氢离子、电子和氧气反应生成水。生成的水以水蒸气或冷凝水的形式随多余的氧气从阴极出口排出。

　　质子交换膜燃料电池，也被称作聚合物电解质燃料电池。该类型的燃料电池主要依赖一种特殊的聚合物膜，在它表面涂有高分散的催化剂颗粒，这种工艺被称作CCM。

　　PEMFC的结构组成，主要由质子交换膜（电解质），催化剂层、气体扩散层和双极板等核心部件组成。气体扩散层、催化剂层和聚合物电解质膜通过热压过程制备得到膜电极组件（MEA）。中间的质子交换膜起到了传导质子（H+）、阻止电子传递和隔离阴阳极反应的多重作用。两侧的催化剂层是燃料和氧化剂进行电化学反应的场所；气体扩散层的主要作用为支撑催化剂层、稳定电极结构、提供气体传输通道及改善水管理；双极板的主要作用是分隔反应气体，并通过流场将反应气体导入燃料电池中，收集并传导电流，支撑膜电极，以及承担整个燃料电池的散热和排水功能。