Vodorod yonilg'i xujayralarining ishlash printsipi asosan elektrolizlangan suvning teskari reaktsiyasidir. 18-asrning 30-yillaridayoq xorijiy olimlar elektrolizlangan suvning teskari reaktsiyasini va elektr tokini hosil qilishini tushundilar. Ilgari yonilg'i xujayralari asosan aerokosmik kabi maxsus sohalarda ishlatilgan. So'nggi o'n yil ichida global atrof-muhitni muhofaza qilish, energiya sarfini kamaytirish va barqaror rivojlanish haqida xabardorlikning ortishi bilan yonilg'i xujayralari e'tibor va rivojlanishni boshladi.
Vodorod yonilg'i xujayrasining ish jarayoni - bu vodorodni havodagi kislorod bilan birlashtirib, H2O suvini hosil qiladigan va elektr energiyasini chiqaradigan texnologiya. Bu past ish harorati va tez ishga tushirish tezligi bilan ajralib turadi. Bu, ayniqsa, quvvat batareyasi sifatida foydalanish uchun javob beradi.
1-qadam: Vodorod quvur yoki havo yo'naltiruvchi plastinka orqali anodga etib boradi. Anod katalizatori ta'sirida vodorod molekulalari musbat zaryadlangan vodorod ionlariga (protonlarga) ionlanadi va manfiy zaryadlangan elektronlarni chiqaradi.
2-qadam: Vodorod ionlari elektrolit (proton almashinuvi membranasi) orqali katodga, elektronlar esa tashqi zanjir orqali katodga o'tadi. Elektronlar tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim hosil qiladi va tegishli ulanishlar orqali elektr energiyasini yukga chiqarish mumkin.
3-qadam: Batareyaning boshqa uchida kislorod (havo) quvur yoki havo yo'naltiruvchi plastinka orqali katodga etib boradi. Katod katalizatori ta'sirida kislorod vodorod ionlari va elektronlar bilan reaksiyaga kirishib, suv hosil qiladi.
Yoqilg'i xujayralarining ko'p turlari mavjud va ularning orasidagi farq elektrolitlardir. Vodorod yonilg'i xujayrasi bipolyar plastinka (anod, katod) va proton almashinadigan membranadan iborat. Vodorod yoqilg'isi anodda oksidlanadi, oksidlovchi katodda kamayadi va proton almashinuvi membranasi elektrolit bo'lib xizmat qiladi. Ikkala qutbda elektrodlardagi elektrokimyoviy reaktsiyalarni tezlashtiradigan katalizatorlar mavjud.