तरल या ठोस, इलेक्ट्रोलाइट की प्रवाहकीय सामग्री इलेक्ट्रॉनों के पारित होने को नियंत्रित करना संभव बनाती है।

एक टैंक लगातार ईंधन के साथ एनोड और कैथोड की आपूर्ति करता है : हाइड्रोजन ईंधन सेल के मामले में, एनोड हाइड्रोजन और कैथोड ऑक्सीजन प्राप्त करता है, दूसरे शब्दों में हवा।
एनोड ईंधन के ऑक्सीकरण और इलेक्ट्रॉनों की रिहाई का कारण बनता है, जो आयन-चार्ज इलेक्ट्रोलाइट द्वारा बाहरी सर्किट से गुजरने के लिए मजबूर होते हैं। इसलिए यह बाहरी सर्किट एक निरंतर विद्युत प्रवाह प्रदान करता है।

आयन और इलेक्ट्रॉन, कैथोड में इकट्ठे होते हैं, फिर दूसरे ईंधन, आमतौर पर ऑक्सीजन के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह विद्युत प्रवाह के अलावा पानी और गर्मी पैदा करना है।
जब तक इसकी आपूर्ति की जाती है, बैटरी लगातार चलती है।

एनोड पर, इसलिए हमारे पास हाइड्रोजन का एक विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण है :

H2 → 2H+ + 2nd-

कैथोड में, ऑक्सीजन की कमी देखी जाती है :

1⁄2O2 + 2H+ + दूसरा- → H2O

समग्र बैलेंस शीट तब है :

एच 2 + 1/2 ओ 2 → एच 2 ओ

प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन फ्यूल सेल (PEMFC) :
PEMFCs इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक बहुलक झिल्ली, अक्सर Nafion® का उपयोग करते हैं। वे अपेक्षाकृत कम तापमान (लगभग 80-100 डिग्री सेल्सियस) पर काम करते हैं और मुख्य रूप से परिवहन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जैसे कि हाइड्रोजन कार, उनकी तेज शुरुआत और उच्च शक्ति घनत्व के कारण।

ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (SOFCs) :
एसओएफसी एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं, जैसे कि येट्रिया-स्थिर ज़िरकोनियम ऑक्साइड (वाईएसजेड), और उच्च तापमान (लगभग 600-1000 डिग्री सेल्सियस) पर काम करते हैं। वे अपनी उच्च दक्षता और ईंधन अशुद्धियों के प्रति कम संवेदनशीलता के कारण स्थिर बिजली उत्पादन और सह-उत्पादन के लिए कुशल हैं।

उच्च तापमान ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (HT-SOFC) :
HT-SOFCs SOFCs का एक प्रकार है जो उच्च तापमान (800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) पर भी काम करता है। वे उच्च क्षमता प्रदान करते हैं और विभिन्न प्रकार के ईंधन द्वारा संचालित किए जा सकते हैं, जिससे उन्हें उच्च दक्षता की आवश्यकता वाले स्थिर अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक विकल्प बना दिया जाता है।

फ्यूज्ड कार्बोनेट ईंधन सेल (FCFCs) :
एमसीएफसी एक कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं जो उच्च तापमान (लगभग 600-700 डिग्री सेल्सियस) पर जुड़ा हुआ है। वे सह-उत्पादन के लिए कुशल हैं और कार्बन डाइऑक्साइड युक्त ईंधन पर चल सकते हैं, जिससे वे CO2 को पकड़ने और संग्रहीत करने के लिए उपयोगी हो जाते हैं।

क्षारीय ईंधन सेल (AFCs) :
सीएफएल एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं, आमतौर पर पोटाश या सोडियम हाइड्रॉक्साइड का एक जलीय घोल। वे कुशल और सस्ती हैं, लेकिन उन्हें प्लैटिनम-आधारित उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है और शुद्ध हाइड्रोजन के साथ सबसे अच्छा काम करते हैं, जो उनके अनुप्रयोगों को सीमित करता है।

फॉस्फोरिक एसिड ईंधन सेल (PAFC) :
पीएएफसी एक पॉलीबेंज़िमिडाज़ोल एसिड झिल्ली में निहित फॉस्फोरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हैं। वे अपेक्षाकृत उच्च तापमान (लगभग 150-220 डिग्री सेल्सियस) पर काम करते हैं और अक्सर स्थिर सह-उत्पादन और बिजली उत्पादन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

प्रोटॉन विनिमय झिल्ली (पीईएम) ईंधन कोशिकाएं :
पीईएम ईंधन कोशिकाएं सबसे अधिक उपयोग की जाती हैं, खासकर परिवहन और स्थिर अनुप्रयोगों में। वे उच्च रिटर्न प्रदान करते हैं, आमतौर पर 40% और 60% के बीच। हालांकि, यह दक्षता ऑपरेटिंग तापमान, हाइड्रोजन दबाव और सिस्टम में नुकसान जैसे कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है।

ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (SOFCs) :
एसओएफसी ईंधन कोशिकाओं को उच्च क्षमता प्रदान करने के लिए जाना जाता है, आमतौर पर 50% से अधिक। कुछ उन्नत एसओएफसी ईंधन कोशिकाएं 60% से अधिक की क्षमता प्राप्त कर सकती हैं। वे अक्सर स्थिर अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहां उच्च दक्षता आवश्यक है।

उच्च तापमान ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (HT-SOFC) :
एचटी-एसओएफसी पारंपरिक एसओएफसी की तुलना में बहुत अधिक तापमान पर काम करते हैं, जिससे उन्हें उच्च क्षमता प्राप्त करने की अनुमति मिलती है, आमतौर पर 60% से अधिक। इन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग मुख्य रूप से स्थिर और सह-उत्पादन अनुप्रयोगों में किया जाता है।

फ्यूज्ड कार्बोनेट ईंधन सेल (FCFCs) :
एमसीएफसी ईंधन सेल उच्च क्षमता प्राप्त कर सकते हैं, आमतौर पर 50% और 60% के बीच। वे अक्सर सह-उत्पादन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहां अपशिष्ट गर्मी को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है और कुशलता से उपयोग किया जा सकता है।

स्वच्छ परिवहन :
ईंधन कोशिकाओं का उपयोग ईंधन सेल वाहनों (एफसीवी), जैसे कारों, ट्रकों, बसों और ट्रेनों के लिए शक्ति स्रोत के रूप में किया जा सकता है। पीसीवी ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं और हवा से ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन के संयोजन से बिजली उत्पन्न करते हैं। वे केवल उप-उत्पादों के रूप में पानी और गर्मी उत्पन्न करते हैं, आंतरिक दहन इंजन वाहनों के लिए एक स्वच्छ विकल्प प्रदान करते हैं।

स्थिर ऊर्जा :
ईंधन कोशिकाओं का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए एक स्थिर शक्ति स्रोत के रूप में किया जा सकता है, जिसमें बैकअप और बैकअप सिस्टम, दूरसंचार सुविधाएं, सेल टावर, बेस स्टेशन, वाणिज्यिक और आवासीय भवनों के लिए ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली और वितरित बिजली उत्पादन प्रणाली शामिल हैं।

पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स :
ईंधन कोशिकाएं पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे लैपटॉप, स्मार्टफोन, टैबलेट और क्षेत्र मापने वाले उपकरणों को शक्ति प्रदान कर सकती हैं। उनकी उच्च ऊर्जा घनत्व और विस्तारित रनटाइम उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए एक आकर्षक समाधान बनाते हैं जिनके लिए पोर्टेबल, लंबे जीवन की शक्ति की आवश्यकता होती है।

सैन्य अनुप्रयोग :
ईंधन कोशिकाओं का उपयोग सैन्य अनुप्रयोगों जैसे ड्रोन, सैन्य वाहनों, क्षेत्र निगरानी और संचार उपकरण, और रक्षा प्रणालियों में किया जा सकता है, जो मांग वाले वातावरण में विश्वसनीय और विचारशील शक्ति प्रदान करते हैं।

अंतरिक्ष अनुप्रयोग :
अंतरिक्ष उद्योग में, ईंधन कोशिकाओं का उपयोग उपग्रहों, अंतरिक्ष स्टेशनों और अंतरिक्ष जांच को बिजली देने के लिए किया जाता है। उनकी उच्च दक्षता, विश्वसनीयता और कम वजन उन्हें दीर्घकालिक अंतरिक्ष मिशनों के लिए एक आकर्षक शक्ति स्रोत बनाते हैं।

औद्योगिक अनुप्रयोग :
ईंधन कोशिकाओं का उपयोग विभिन्न प्रकार के औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे सह-उत्पादन, वितरित बिजली उत्पादन, अपशिष्ट जल उपचार, औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए गर्मी और बिजली उत्पादन, और नवीकरणीय स्रोतों से हाइड्रोजन उत्पादन में किया जा सकता है।