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本发明涉及的是一种深海氢燃料电池系统,具体包括:水泵1、水箱2、液面控制器3、析氢阴极4、隔膜5、镁合金阳极6、气液分离器7、氢气干燥纯化系统8、氢燃料电池系统9、DC/DC转换器10、排水泵11。所述氢燃料电池系统9与析氢阴极4、隔膜5和镁合金阳极6组成的海水电池串联,其输出端与DC/DC转换器10输入端连接;所述DC/DC转换器10将氢燃料电池系统9与海水电池产生的不稳定电压实时转换为稳定电压输出。本发明优势在于可在深海中获取氢气并作为氢燃料电池的在线氢源,海水制氢同时产生电能,与氢燃料电池系统耦合,有效提升了氢燃料电池系统的能量密度和使用寿命,可作为深海装备的理想电源。