В таких установках протонно-проводящая полимерная мембрана разделяет  два электрода – анод и катод. Каждый электрод обычно представляет собой угольную пластину (матрицу) с нанесенным катализатором – платиной, или сплавом платиноидов и др. композиции. На катализаторе анода молекулярный водород диссоциирует, теряя электроны. Протоны через мембрану проводятся к катоду, но электроны отдаются во внешнюю цепь, так как мембрана не пропускает электроны. На катализаторе катода молекула кислорода соединяется с электроном, 
подводящимся из внешний коммуникаций и пришедшим протоном, и образует воду, которая является единственным продуктом реакции (в виде пара и/или жидкости). Общий КПД установки не превышает 30-40%. 

Электрохимические установки на базе топливных элементов с  фосфорнокислым электролитом (ТЭФК) 

Данные установки являются на сегодняшний день наиболее отработанными  и готовыми к коммерческому использованию. Опытно-промышленные образцы имеют такие компании, как UTC, Westinghouse, Toshiba, Mitsubishi Electric Corp. и др. На рис.4.1 представлена фотография внешнего вида контейнерной системы UTC PCTM, установленной в г.Видное Московской обл. для электро-теплоснабжения производственного здания ОАО «Оргэнергогаз». В Японии в 1983г. фирма UTC построила демонстрационную установку мощностью 4,8МВт. Характеристики установок приведены в таблице.

Внешний вид установки UTC PCTM.

Низкий КПД в сравнении с другими типами ЭЭУ и высокие стоимостные показатели (3000$ за 1кВт мощности) препятствуют более широкому внедрению установок на базе фосфорно-кислых топливных элементов и ожидается, что эти установки будут вытеснены с рынка более продвинутыми в техническом плане установками на базе топливных элементов с расплавленным карбонатным электролитом и твердооксидными топливными элементами.