氢燃料电池是一种将氢气和氧气反应产生电能的设备。在氢燃料电池中，氢气和氧气通过电解质膜分隔，使得氢离子和电子分离。经过电子传导体，电子在外部电路中产生电能，而氢离子则通过电解质膜进入氧气区域。在氧气区域，氢离子和氧气反应，产生水和热能。

氢燃料电池总反应的化学式为：2H2 + O2 → 2H2O + 572kJ。该反应中，2个氢气分子和1个氧气分子反应生成2个水分子，并释放出572千焦耳的热能。

氢燃料电池总反应的实现主要依赖于反应堆中的电解质膜。电解质膜能够选择性地传导氢离子，但阻止电子的流动，从而保证了反应的正常进行。此外，反应堆中的催化剂也起到重要的作用，能够加速反应速率，提高反应效率。

氢燃料电池作为一种清洁、高效的能源转换技术，已经被广泛应用于汽车、船舶、飞机等领域。相比传统的燃油发动机，氢燃料电池具有零排放、高效能、低噪音等优点，被认为是未来能源发展方向之一。