再生氢氧燃料电池具有能量密度高,使用寿命长、环保无污染等优点,与飞轮、普通电池等储能系统相比,再生燃料电池比能量可达400～1000W×h/kg,是极有前途的替代传统二次电池的新型环保电源,也是当前高空飞行器储能系统的最佳选择。本文回顾了再生燃料电池系统的发展历程,总结了国外再生燃料电池系统在太阳能飞机、地球低轨道卫星(LEO)、月球和行星表面探测器等方面的应用。鉴于临近空间是近期各方关注的热点,临近空间飞行器具有航空航天飞行器无法比拟的优势,在军事上有着广阔的应用前景,对于未来空天一体化作战、防空防天反导都将产生革命性的影响。文章分析了临近空间的环境,结合国外成功试飞经验以及国内的技术发展水平,对飞行器的能源系统提出需求指标。通过与传统供电方案的比较总结出再生燃料电池的优点,其较高的比能量可有效降低飞行器质量,提高承载能力,论证了在临近空间飞行器上执行高空长航时飞行任务可行性。同时,结合当前和未来发展的需要,提出一种应用于临近空间飞行器的太阳能-再生燃料电池混合动力系统方案,对系统的组成和工作流程进行了论述。这种混合动力系统避免了单一动力所带来的弊端,在日照期充分利用太阳能为整机和电解器供电,电解器产生的氢氧气储存起来供夜间燃料电池使用,以保证飞行器昼夜不断的驻空飞行。通过合理设计,将能够以较低成本实现临近空间飞行器无人机的超长航时驻空飞行。文章最后归纳了后续应用的关键技术和解决途径,为再生燃料电池在我国空天领域的应用提供了一种新思路。