美蘇兩大國在50年代末進行空間競賽。當時，蘇聯發射衛星的消息傳到美國，美國輿論大嘩，因為他們在「原子時代」（反應堆、原子彈和氫彈等）一直領先，可萬萬沒有想到在開闢「空間時代」方面卻落在蘇聯後頭。美國總統甘迺迪對此也深感遺憾，於1961年5月25日在國會上斷然決定製造阿波羅登月飛船，爭取在10年內搶先登上月球。這就遇到一個問題：飛船內部所用的電能從何而來？太空人所需要的水怎樣解決呢？當時有人建議帶蓄電池或高效的銀鋅乾電池；在飛船上放個水箱，從地球上帶水上去。可是這樣一來，飛船的重量太大了，顯然這不是上策。至此，化學家們自然想起了氫氧燃料電池。
關於氫氧燃料電池的原理，早在100多年前就有人提出來了，可是，由於「生不逢時」，沒有派上什麼用場。如今卻時來運轉，有幸「補天」了。這種航天用的氫氧燃料電池主要由燃料電極（陽極）、氧化劑電極（陰極）、電解質等組成。燃料是氫氣，氧氣是氧化劑。兩個電極之間是浸透氫氧化鉀溶液的石棉隔膜，隔膜靠陽極的一側有一層含有金屬鉑的催化劑。
電子從陽極上的氫中逸出流向氧；陰極上的氧得到電子後生成氫氧根，並使陰極帶正電。然後，氫氧根通過電解質擴散到陽極，在催化劑的作用下與氫結合生成水，並且放出電子，使陽極帶負電。當在兩個電極之間接上負載時，電子從負極流向正極，從而產生電流。這樣，只要對電池系統維持一定的溫度、一定的電解質濃度、不斷地供給燃料和氧化劑，並且不讓反應產物——水在電池內部瀦留，那麼就可從電池中源源不斷地輸出電能。同時，從電池中排出來的水經過凈化以後就可供太空人飲用。
為了滿足宇宙飛船的實際需要，需將幾十個這樣的單電池串連起來組成一個電池組。然後，再將幾個電池組並聯起來為飛船供電。自從1969年美國的「阿波羅11號」飛船採用這種既可發電又可供水的新型化學電池之後，美國的「天空實驗室」、「哥倫比亞號」太空梭，蘇聯的「禮炮6號」軌道站等均採用這種先進技術。
