Η γεννήτρια κυψελών καυσίμου είναι μια συσκευή που παράγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων αντί της καύσης του καυσίμου. Αν και συχνά συνδέονται με τεχνολογίες καθαρού υδρογόνου, οι γεννήτριες κυψελών καυσίμου μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια ποικιλία πηγών καυσίμου, συμπεριλαμβανομένων των παραδοσιακών ορυκτών καυσίμων όπως το φυσικό αέριο. Μια γεννήτρια κυψελών καυσίμου χρησιμοποιεί πολλαπλές κυψέλες καυσίμου ομαδοποιημένες σε μια «στοίβα» μαζί με εξαρτήματα υποστήριξης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας της επιθυμητής τάσης και ρεύματος. Γεννήτριες που χρησιμοποιούν τεχνολογία κυψελών καυσίμου έχουν παραχθεί σε διάφορα μεγέθη, που κυμαίνονται από μικρές φορητές μονάδες έως γεννήτριες μεγέθους τρακτέρ-ρυμουλκούμενου ικανές να τροφοδοτούν μικρές πόλεις.
Στην καρδιά κάθε γεννήτριας κυψελών καυσίμου βρίσκονται οι κυψέλες καυσίμου, οι οποίες χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις αντί για καύση καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό καθιστά την τεχνολογία κυψελών καυσίμου πολύ πιο καθαρή από τις συμβατικές γεννήτριες, οι οποίες παράγουν υποπροϊόντα όπως τέφρα, διοξείδιο του άνθρακα και ρύπους που σχηματίζουν αιθαλομίχλη καθώς αναφλέγονται και καίνε καύσιμο. Υπάρχουν πολλοί τύποι κυψελών καυσίμου και μια μεγάλη ποικιλία υλικών μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή τους, αλλά η βασική αρχή παραμένει η ίδια: μια πηγή καυσίμου πυροδοτεί πολλαπλές χημικές αντιδράσεις με στοιχεία της κυψέλης καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρονίων. Αν και συχνά θεωρούνται συνώνυμα με την ενέργεια υδρογόνου, οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να χρησιμοποιούν παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα όπως το φυσικό αέριο. Ένα εναλλακτικό καύσιμο, όπως το βιοαέριο ή το μεθάνιο, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε πολλά σχέδια.
Μια μεμονωμένη κυψέλη καυσίμου από μόνη της δεν μπορεί να δημιουργήσει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να είναι χρήσιμη στις περισσότερες εφαρμογές, επομένως συχνά ομαδοποιούνται σε αυτό που είναι γνωστό ως στοίβα κυψελών καυσίμου. Ο αριθμός των μεμονωμένων κυψελών σε μια στοίβα εξαρτάται από την προβλεπόμενη χρήση του συστήματος και μια μεγάλη γεννήτρια κυψελών καυσίμου μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλές στοίβες. Εκτός από τη στοίβα ή τις στοίβες, η γεννήτρια περιέχει άλλα εξαρτήματα όπως μόνωση, δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμου και συσκευές που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή υδρογόνου από διαφορετικές πηγές καυσίμου. Εάν η γεννήτρια χρησιμοποιείται για τη συμπλήρωση ή την αντικατάσταση του ηλεκτρικού δικτύου, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας μετατροπέας για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος (DC) που παράγεται από τις κυψέλες καυσίμου σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) που χρησιμοποιείται στο δίκτυο και στις οικιακές συσκευές.
Δεδομένου ότι ο αριθμός των κυψελών καυσίμου σε μια στοίβα μπορεί να ποικίλλει, μια γεννήτρια κυψελών καυσίμου μπορεί να έχει μεγάλη γκάμα μεγεθών. Ορισμένα πολύ μικρά προϊόντα στοχεύουν στη φόρτιση καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών, όπως κινητά τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές. Οι οικιακές γεννήτριες κυψελών καυσίμου, που συνήθως παράγουν μεταξύ 1 και 5 κιλοβάτ, χρησιμοποιούνται συχνά σε κάτι που ονομάζεται σύστημα συνδυασμένης θερμότητας και ισχύος (CHP) για να παρέχουν ένα σπίτι τόσο με ηλεκτρισμό όσο και με θερμότητα. Μεγαλύτερες μονάδες μεγέθους τρακτέρ-ρυμουλκούμενου μπορούν να χρησιμοποιηθούν από εταιρείες κοινής ωφελείας για να τροφοδοτήσουν επιπλέον ισχύ στο ηλεκτρικό δίκτυο σε περιόδους υψηλής ζήτησης. Έχουν κατασκευαστεί κινητές μονάδες για να τροφοδοτούν αυτοκίνητα, λεωφορεία, υποβρύχια, ακόμη και διαστημόπλοια.