1) تخزين الهيدروجين: يتم تخزين الهيدروجين على خزانات على متن مركبات في صورة غازية أو سائلة. قد يختلف مصدر الهيدروجين، مثل غاز الهيدروجين المضغوط أو عن طريق استخراجه من وقود سائل مثل الميثانول.
2) مدخل الهواء: يتم سحب الأكسجين من الهواء المحيط، والذي يعمل كمؤكسد في تفاعل خلية الوقود.
3) حزمة خلايا الوقود: مجموعة خلايا الوقود هي قلب نظام خلايا الوقود. وهي تتكون من خلايا وقود فردية متعددة مرتبة في رزمة. تحتوي كل خلية وقود على غشاء إلكتروليت، وهو عادة غشاء بروتون للتبادل (PEM) في تطبيقات السيارات.
4) التفاعل الكيميائي الكهربائي: عند تزويد أحد جانبي حزمة خلايا الوقود بغاز الهيدروجين (الأنود)، مع تزويد الجانب الآخر (الكاثود) بالأكسجين من الهواء، يحدث تفاعل كيميائي عند الأقطاب التي يكسو الحفاز.
تفاعل الأنود: 2H2 (الهيدروجين) → 4H+ (البروتونات) + 4e- (الإلكترونات)
تفاعل الكاثود: الأكسجين O2 (الأكسجين) + 4H+ (البروتونات) + 4e- (الإلكترونات) → 2H2O (الماء)