تعتبر خلايا وقود الهيدروجين أجهزة كهروكيماوية يتم بواسطتها تحويل مباشر للطاقة الكيماوية إلى #طاقة كهربائية وطاقة حرارية , وذلك بمردود عالي ،
رغم أن عمل خلايا الوقود يمكن تشبيهه بالبطاريات
الكيميائية إلا أن الفرق يكمن في أن المحروقات تتواجد داخل البطاريات في حين يتم إمداد خلايا الوقود بالوقود كما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي . يستعمل #الهيدروجين على العموم كوقود في هذه الخلايا .
خلية وقود الهيدروجين ذات الغشاء متبادل البروتون تستخدم هذه الخلايا البوليميرات الصلبة كمصعد كربوني , ومتحلل كهربائي نفوذي حاوي على وسيط منشط أو محرض للتفاعل من معدن #البلاتين .
تستهلك هذه الخلايا الهيدروجين كوقود من المخزن ، عندما يصطدم جزيء الهيدروجين الغازي بالمصعد الحاوي على البلاتين يفقد الهيدروجين الكترونين ويتحول إلى بروتونين يجريان في المتحلل الكهربائي باتجاه المهبط ، تتحرك الالكترونات في الدارة مشكلة تيار كهربائي حتى يصلا المهبط حيث يلتقيان ببروتونين وذرة أوكسجين فيتم التفاعل بينها مشكلة جزيء الماء على شكل بخار ويتم طرح كمية من الحرارة .
تمتاز هذه الخلايا بطاقة عالية الكثافة ضمن حجم صغير ووزن خفيف مقارنة بغيرها من خلايا الوقود
سلبيات هذه الخلايا التكلفة العالية ، وتخربها بأول أكسيد الكربون
