액체 또는 고체, 전해질의 전도성 물질은 전자의 통과를 제어 할 수 있습니다.

탱크는 양극과 음극에 지속적으로 연료를 공급하는데, 수소 연료 전지의 경우 양극은 수소를 공급받고 음극은 산소, 즉 공기를 공급받습니다.
양극은 연료의 산화와 전자의 방출을 유발하며, 이는 이온 전하를 띤 전해질에 의해 외부 회로를 통과하도록 강제됩니다. 따라서 이 외부 회로는 지속적인 전류를 제공합니다.

음극에 모인 이온과 전자는 두 번째 연료(일반적으로 산소)와 재결합합니다. 이것은 전류와 함께 물과 열을 발생시키는 환원입니다.
공급되는 한 배터리는 계속 작동합니다.

따라서 양극에서 수소의 전기화학적 산화가 발생합니다.

H2 → 2H+ + 2차-

음극에서 산소의 감소가 관찰됩니다.

1⁄2O2 + 2H+ + 2차 → H2O

전체 대차 대조표는 다음과 같습니다.

H2 + 1/2 O2 → H2O

양성자 교환막 연료 전지(PEMFC) :
PEMFC는 고분자 멤브레인(종종 Nafion®)을 전해질로 사용합니다. 비교적 낮은 온도(약 80-100°C)에서 작동하며 빠른 시동과 높은 전력 밀도로 인해 수소 자동차와 같은 운송 응용 분야에 주로 사용됩니다.

고체 산화물 연료 전지(SOFC) :
SOFC는 이트리아 안정화 지르코늄 산화물(YSZ)과 같은 고체 전해질을 사용하며 고온(약 600-1000°C)에서 작동합니다. 고효율이 높고 연료 불순물에 대한 민감도가 낮기 때문에 고정 발전 및 열병합 발전에 효율적입니다.

고온 고체 산화물 연료 전지(HT-SOFC) :
HT-SOFC는 더 높은 온도(800°C 이상)에서 작동하는 SOFC의 변형입니다. 높은 효율을 제공하고 다양한 연료로 구동할 수 있어 고효율이 필요한 고정식 응용 분야에 매력적인 옵션입니다.

용융 탄산염 연료 전지(FCFC) :
MCFC는 고온(약 600-700°C)에서 융합되는 탄산염 전해질을 사용합니다. 열병합 발전에 효율적이며 이산화탄소가 포함된 연료로 작동할 수 있어 CO2를 포집하고 저장하는 데 유용합니다.

알칼리성 연료 전지(AFC) :
CFL은 알칼리성 전해질, 일반적으로 칼륨 또는 수산화나트륨 수용액을 사용합니다. 효율적이고 저렴하지만 백금 기반 촉매가 필요하고 순수 수소와 가장 잘 작동하므로 응용 분야가 제한됩니다.

인산 연료 전지(PAFC) :
PAFC는 폴리벤즈이미다졸산막에 함유된 인산 전해질을 사용합니다. 비교적 높은 온도(약 150-220°C)에서 작동하며 고정식 열병합 발전 및 발전 응용 분야에 자주 사용됩니다.

양성자 교환막(PEM) 연료 전지 :
PEM 연료 전지는 특히 운송 및 고정식 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 그들은 일반적으로 40%에서 60% 사이의 높은 수익을 제공합니다. 그러나 이 효율은 작동 온도, 수소 압력 및 시스템 손실과 같은 요인에 따라 달라질 수 있습니다.

고체 산화물 연료 전지(SOFC) :
SOFC 연료 전지는 일반적으로 50% 이상의 높은 효율을 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 일부 첨단 SOFC 연료 전지는 60% 이상의 효율을 달성할 수 있습니다. 고효율이 필수적인 고정식 응용 분야에서 자주 사용됩니다.

고온 고체 산화물 연료 전지(HT-SOFC) :
HT-SOFC는 기존 SOFC보다 훨씬 높은 온도에서 작동하므로 일반적으로 60% 이상의 훨씬 더 높은 효율을 달성할 수 있습니다. 이 연료 전지는 주로 고정식 및 열병합 발전 응용 분야에 사용됩니다.

용융 탄산염 연료 전지(FCFC) :
MCFC 연료 전지는 일반적으로 50%에서 60% 사이의 높은 효율을 달성할 수 있습니다. 폐열을 회수하고 효율적으로 사용할 수 있는 열병합 발전 응용 분야에 자주 사용됩니다.

청결한 수송 :
연료 전지는 자동차, 트럭, 버스 및 기차와 같은 연료 전지 차량(FCV)의 전원으로 사용할 수 있습니다. PCV는 수소를 연료로 사용하고 수소와 공기 중의 산소를 결합하여 전기를 생산합니다. 부산물로 물과 열만 발생시켜 내연기관 차량에 대한 깨끗한 대안을 제공합니다.

고정 에너지 :
연료 전지는 백업 및 백업 시스템, 통신 시설, 셀 타워, 기지국, 상업용 및 주거용 건물의 에너지 관리 시스템, 분산 발전 시스템 등 다양한 응용 분야의 고정 전원으로 사용할 수 있습니다.

휴대용 전자 제품 :
연료 전지는 노트북, 스마트폰, 태블릿 및 현장 측정 장치와 같은 휴대용 전자 장치에 전력을 공급할 수 있습니다. 높은 에너지 밀도와 연장된 작동 시간은 휴대용의 긴 수명의 전력이 필요한 응용 분야에 매력적인 솔루션입니다.

군사 응용 프로그램 :
연료 전지는 드론, 군용 차량, 현장 감시 및 통신 장비, 방위 시스템과 같은 군사 응용 분야에 사용할 수 있으며 까다로운 환경에서 안정적이고 신중한 전력을 제공합니다.

우주 응용 분야 :
우주 산업에서 연료 전지는 위성, 우주 정거장 및 우주 탐사선에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 높은 효율성, 신뢰성 및 가벼운 무게로 인해 장기 우주 임무를 위한 매력적인 동력원이 됩니다.

산업 응용 분야 :
연료 전지는 열병합 발전, 분산 발전, 폐수 처리, 산업 공정을 위한 열 및 발전, 재생 가능한 자원의 수소 생산과 같은 다양한 산업 응용 분야에 사용할 수 있습니다.