Le principe de la SOFC est identique à celui de la PEMFC. La seule différence est que la membrane échangeuse de protons est remplacée par une autre membrane appelée "membrane à oxyde solide", qui est elle fabriquée en céramique. Les molécules dans la pile à combustible ne vont alors pas réagir de la même façon:
- Dans un premier temps, l'hydrogène entre par la plaque bipolaire gauche et arrive sur l'anode.
- Là, l'hydrogène se dissocie (2H2=4H+ + 4e-).
- Les électrons emprunteront un circuit extérieur, mais les ions H+, au lieu de traverser la membrane, resteront sur l'électrode.
- Après avoir traversé les dipôles, les électrons rejoignent la cathode chargée en dioxygène. Les deux molécules vont former un assemblage de molécules appelé (O²-).
- Les O- traversent la membrane, se combinent avec les ions pour former de l'eau selon: 4H+ + 4e- + O2= 2H2+ O2= 2H2O
Mais cette sorte de pile n'est pas plus performante que la pile à membrane échangeuse de protons et sa fabrication coûte plus cher, elle est utilisée uniquement pour des piles à combustible de type stationnaire.
