本发明公开了一种提升发电效率的燃料电池电堆供气系统，包括空气供给单元、氧气供给单元和混配气体供给单元；空气供给单元包括空滤、空压机和中冷器；氧气供给单元包括氧气储罐、电动调压阀和流量控制器；混配气体供给单元包括混配罐、气液分离器和循环泵，气液分离器对燃料电池电堆电化学反应产生的尾气进行气液分离，经循环泵增压后送入混配罐，与压缩空气和氧气完成均匀混合。本发明设计科学合理，利用气体混配技术有效提升供给燃料电池电堆气体中氧气浓度，利用气体循环技术使燃料电池电堆尾气形成循环达到未反应氧气循环利用和混配气增湿目的，最终实现燃料电池电堆发电效率的提升，具有结构简单、技术难度低、安全可靠和经济效益良好等优点。