电流产生电力，电子最后会由阴极导电板送到阴极触媒反应层。最后氢离子、电子、加上由阴极流场板输送来空气中的氧气，汇集在阴极触媒反应层，经阴极触媒催化而产生水，这化学反应过程称为阴极半反应：总体电化反应是将化学能自由能差 formula_1 转变为电动势formula_2 ：而：氢的反应热 formula_3 为 formula_4，熵变 formula_5 为 formula_6。假设温度 formula_7 为 formula_8 即 formula_9 时，能量损耗为：故转换率：