Vloeibaar of vastestof, die geleidende materiaal van die elektroliet maak dit moontlik om die gang van elektrone te beheer.

'N Tenk voorsien voortdurend die anode en katode van brandstof : in die geval van 'n waterstofbrandstofsel ontvang die anode waterstof en die katode suurstof, met ander woorde lug.
Die anode veroorsaak die oksidasie van die brandstof en die vrystelling van elektrone, wat deur die ioongelaaide elektroliet gedwing word om deur 'n eksterne stroombaan te beweeg. Hierdie eksterne stroombaan bied dus 'n deurlopende elektriese stroom.

Ione en elektrone, versamel in die katode, herkombineer dan met die tweede brandstof, gewoonlik suurstof. Dit is vermindering, wat water en hitte bykomend tot elektriese stroom opwek.
Solank dit voorsien word, loop die battery voortdurend.

By die anode het ons dus 'n elektrochemiese oksidasie van die waterstof :

H2 → 2H+ + 2de-

By die katode word die vermindering van suurstof waargeneem :

1⁄2O2 + 2H+ + 2de- → H2O

Die algehele balansstaat is dan :

H2 + 1/2 O2 → H2O

Protonuitruilmembraanbrandstofselle (PEMFC) :
PEMFC's gebruik 'n polimeermembraan, dikwels Nafion®, as die elektroliet. Hulle werk teen relatief lae temperature (ongeveer 80-100 °C) en word hoofsaaklik gebruik in vervoertoepassings, soos waterstofmotors, as gevolg van hul vinnige begin en hoë kragdigtheid.

Vaste oksiedbrandstofselle (SOFC's) :
SOFC's gebruik 'n soliede elektroliet, soos yttria-gestabiliseerde sirkoniumoksied (YSZ), en werk by hoë temperature (ongeveer 600-1000 °C). Hulle is doeltreffend vir stilstaande kragopwekking en kragopwekking as gevolg van hul hoë doeltreffendheid en lae sensitiwiteit vir brandstof onsuiwerhede.

Brandstofselle met hoë temperatuur vaste oksied (HT-SOFC) :
HT-SOFC's is 'n variant van SOFC's wat teen selfs hoër temperature (bo 800 °C) werk. Hulle bied hoë doeltreffendheid en kan aangedryf word deur 'n verskeidenheid brandstowwe, wat hulle 'n aantreklike opsie maak vir stilstaande toepassings wat hoë doeltreffendheid vereis.

Gesmelte karbonaatbrandstofselle (FCFC's) :
MCFC's gebruik 'n karbonaat-elektroliet wat by hoë temperature (ongeveer 600-700 °C) versmelt is. Hulle is doeltreffend vir kogenerasie en kan werk op brandstowwe wat koolstofdioksied bevat, wat dit nuttig maak om CO2 op te vang en te stoor.

Alkaliese brandstofselle (AFC's) :
CFL's gebruik 'n alkaliese elektroliet, gewoonlik 'n waterige oplossing van potas of natriumhidroksied. Hulle is doeltreffend en goedkoop, maar hulle benodig platinum-gebaseerde katalisators en werk die beste met suiwer waterstof, wat hul toepassings beperk.

Fosforsuur brandstofselle (PAFC) :
PAFC's gebruik 'n fosforsuurelektroliet wat in 'n polibenzimidasoolsuurmembraan voorkom. Hulle werk teen relatief hoë temperature (ongeveer 150-220 °C) en word dikwels gebruik in stilstaande kragopwekkings- en kragopwekkingstoepassings.

Protonuitruilmembraan (PEM) brandstofselle :
PEM-brandstofselle is een van die mees gebruikte, veral in vervoer- en stilstaande toepassings. Hulle bied 'n hoë opbrengs, gewoonlik tussen 40% en 60%. Hierdie doeltreffendheid kan egter wissel na gelang van faktore soos bedryfstemperatuur, waterstofdruk en verliese in die stelsel.

Vaste oksiedbrandstofselle (SOFC's) :
Dit is bekend dat SOFC-brandstofselle hoë doeltreffendheid bied, gewoonlik meer as 50%. Sommige gevorderde SOFC-brandstofselle kan doeltreffendheid van meer as 60% bereik. Dit word dikwels gebruik in stilstaande toepassings waar hoë doeltreffendheid noodsaaklik is.

Brandstofselle met hoë temperatuur vaste oksied (HT-SOFC) :
HT-SOFC's werk teen baie hoër temperature as konvensionele SOFC's, wat hulle in staat stel om selfs hoër doeltreffendheid te bereik, gewoonlik meer as 60%. Hierdie brandstofselle word hoofsaaklik in stilstaande en kogenerasietoepassings gebruik.

Gesmelte karbonaatbrandstofselle (FCFC's) :
MCFC-brandstofselle kan hoë doeltreffendheid behaal, gewoonlik tussen 50% en 60%. Dit word dikwels gebruik in kogenerasietoepassings waar afvalhitte herwin en doeltreffend gebruik kan word.

Skoon vervoer :
Brandstofselle kan gebruik word as 'n kragbron vir brandstofselvoertuie (FCV's), soos motors, vragmotors, busse en treine. PCV's gebruik waterstof as brandstof en wek elektrisiteit op deur waterstof met suurstof uit die lug te kombineer. Hulle genereer slegs water en hitte as neweprodukte, wat 'n skoon alternatief vir binnebrandenjinvoertuie bied.

Stilstaande energie :
Brandstofselle kan gebruik word as 'n stilstaande kragbron vir 'n verskeidenheid toepassings, insluitend rugsteun- en rugsteunstelsels, telekommunikasiefasiliteite, seltorings, basisstasies, energiebestuurstelsels vir kommersiële en residensiële geboue en verspreide kragopwekkingstelsels.

Draagbare elektronika :
Brandstofselle kan draagbare elektroniese toestelle soos skootrekenaars, slimfone, tablette en veldmeettoestelle aandryf. Hul hoë energiedigtheid en verlengde looptyd maak hulle 'n aantreklike oplossing vir toepassings wat draagbare, langlewekrag benodig.

Militêre toepassings :
Brandstofselle kan gebruik word in militêre toepassings soos hommeltuie, militêre voertuie, veldbewakings- en kommunikasietoerusting, en verdedigingstelsels, wat betroubare en diskrete krag in veeleisende omgewings bied.

Ruimte toepassings :
In die ruimtebedryf word brandstofselle gebruik om satelliete, ruimtestasies en ruimtesondes aan te dryf. Hul hoë doeltreffendheid, betroubaarheid en lae gewig maak hulle 'n aantreklike kragbron vir langtermyn-ruimtemissies.

Industriële toepassings :
Brandstofselle kan gebruik word in 'n verskeidenheid industriële toepassings soos kogenerasie, verspreide kragopwekking, afvalwaterbehandeling, hitte- en kragopwekking vir industriële prosesse, en waterstofproduksie uit hernubare bronne.