燃料电池涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，避免中间转换的能量损失，因而能量转换效率比较高。火力发电和核电的效率大约在30%～40%，而燃料电池电能转换效率能达到45%～60%。另外，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，安装地点灵活，十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适。负荷响应快，运行质量高;燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率。
石墨烯电池
石墨烯电池，是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间能快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈˙盖姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于目前已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
应用石墨烯材料制成的新型电池，尺寸和重量均将变小，而且能量储存密度得到很大提高。更重要的是，它大大缩短了充电时间，方便了消费者。美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为，未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后，将带来电池产业的变革，从而也促使新能源汽车产业的革新。