Eine elektrische Zelle ist ein einfaches Gerät, das elektrischen Strom liefern kann. Eine oder mehrere elektrische Zellen, die zusammenarbeiten, um einen Strom zu liefern, bilden eine Batterie. Die chemische Reaktion einer elektrischen Zelle wird als „Oxidations-Reduktion“ kategorisiert. Elektronen werden übertragen, wobei eine chemische Spezies durch Elektronenentfernung oxidiert wird, während eine andere durch Hinzufügen von Elektronen reduziert wird. Die Reaktion in einer elektrischen Zelle kann manchmal offensichtlich chemisch sein, wie bei der Kupfer-Zink-Batterie; in anderen Fällen, wie bei der Solarzelle, kann es weniger offensichtlich sein.
Elektrische Zellen können umgekehrte Anwendung finden, wie beim Galvanisieren, wobei eine externe Spannung angelegt wird, die Elektronen in umgekehrter Richtung überträgt, was zur Abscheidung von Metall auf Substraten führt. Zu den häufigsten Ablagerungen zählen Nickel, Lot, Chrom, Kupfer, Silber und Gold. Interessanterweise können Solarzellen ihre Wirkung umkehren. Anstatt Licht auf ihre Oberflächen zu treffen, um Elektrizität zu erzeugen, kann Strom eingeführt werden, der zur Lichtemission führt, wenn auch mit einer anderen Frequenz, nämlich dem Infrarot. Dies ist das Prinzip der Leuchtdiode oder LED.
Eine intensiv untersuchte Zellform ist die Brennstoffzelle. Dies liegt insbesondere an der Notwendigkeit eines alternativen Brennstoffs, um Kohle und Erdöl zu ersetzen. Die Brennstoffzelle von größtem Interesse verwendet Wasserstoff als Brennstoff. Bei der Verbrennung von Wasserstoff in Sauerstoff entsteht reines Wasser und keine Treibhausgase und andere Schadstoffe. Eine verbleibende Schwierigkeit besteht darin, das richtige Elektrolytmedium zu finden, damit der Prozess erfolgreich ist.
Es gibt andere, komplexere Arten von Brennstoffzellen. Dazu gehören die Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), die Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC), die Protonenaustausch-Speicherbrennstoffzelle (PEM) und die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC). Im aktuellen Entwicklungsstadium weisen alle gravierende Mängel auf. Einige erfordern einen sehr hohen Reinheitsgrad des Kraftstoffs, einige erfordern eine teure Platinkatalyse und eine erfordert sehr hohe Temperaturen, um zu funktionieren. Alle verwenden Wasserstoffgas als Grundbrennstoff.
1971 wurde das US-Patent Nr. 3,591,860 für eine nukleare Industrievorrichtung namens Gamma-Elektrozelle erteilt. Diese Erfindung wurde entwickelt, um direkt aus Kernstrahlung eine hohe Ausgangsspannung zu erzeugen. Es ist dazu in der Lage, ohne zuerst einen Wärmezyklus zu durchlaufen. Da es sogar direkt aus radioaktiven Isotopen Strom erzeugen kann, gilt es als alternative sichere Energiequelle. Leider wurde die Erfindung des Mobiltelefons von einigen fälschlicherweise dem Inhaber des Gamma-Elektrozellenpatents zugeschrieben.