Prinsip kerja sel bahan bakar hidrogen pada dasarnya adalah reaksi kebalikan dari air yang dielektrolisis. Pada awal tahun 1830-an, para ilmuwan asing menyadari reaksi kebalikan dari air yang dielektrolisis dan menghasilkan arus listrik. Di masa lalu, sel bahan bakar terutama digunakan di bidang khusus seperti dirgantara. Dalam dekade terakhir, dengan meningkatnya kesadaran akan perlindungan lingkungan global, pengurangan konsumsi energi, dan pembangunan berkelanjutan, sel bahan bakar mulai mendapat perhatian dan pengembangan.
Proses kerja sel bahan bakar hidrogen merupakan teknologi yang menggabungkan hidrogen dengan oksigen di udara membentuk air H2O dan melepaskan energi listrik. Hal ini ditandai dengan suhu pengoperasian yang rendah dan kecepatan start-up yang cepat. Ini sangat cocok untuk digunakan sebagai baterai daya.
Langkah 1: Hidrogen mencapai anoda melalui pipa atau pelat pemandu udara. Di bawah aksi katalis anoda, molekul hidrogen terionisasi menjadi ion hidrogen bermuatan positif (proton) dan melepaskan elektron bermuatan negatif.
Langkah 2: Ion hidrogen melewati elektrolit (membran penukar proton) menuju katoda, dan elektron melewati sirkuit eksternal menuju katoda. Elektron membentuk arus di sirkuit eksternal, dan melalui sambungan yang sesuai, energi listrik dapat disalurkan ke beban.
Langkah 3: Di ujung lain baterai, oksigen (udara) mencapai katoda melalui pipa atau pelat pemandu udara. Di bawah aksi katalis katoda, oksigen bereaksi dengan ion hidrogen dan elektron untuk menghasilkan air.
Ada banyak jenis sel bahan bakar, dan perbedaan di antara keduanya terletak pada elektrolitnya. Sel bahan bakar hidrogen terdiri dari pelat bipolar (anoda, katoda) dan membran penukar proton. Bahan bakar hidrogen dioksidasi di anoda, oksidan direduksi di katoda, dan membran penukar proton berfungsi sebagai elektrolit. Kedua kutub mengandung katalis yang mempercepat reaksi elektrokimia di elektroda.