化石燃料是現今地球上最主要的能源，一般火力發電廠利用燃燒反應，將化學能轉變為熱能，用來推動發電機以產生電能。但是使用這種方式，最有效率的發電廠也僅能轉換約40%的化學能為電能。若能利用電化學方法，直接將化學能轉變為電能，將更有效率，燃料電池即以此種方式產生電能。
氫—氧燃料電池與甲烷燃料電池所需半反應的標準還原電位如下：
\mathrm{O_{2(g)}+4H^+_{(aq)}+4e^-\rightarrow2H_2O_{(l)}}\qquad E^\circ=1.23\ \mathrm{V}\mathrm{CO_{2(g)}+8H^+_{(aq)}+8e^-\rightarrow CH_{4(g)}+2H_2O_{(l)}}\qquad E^\circ=0.17\ \mathrm{V}\mathrm{2H^+_{(aq)}+2e^-\rightarrow H_{2(g)}}\qquad E^\circ=0.0\ \mathrm{V}燃料電池對外所能做的最大電功為：
W=-nFE^\circ，其中：W為電功，單位焦耳
F為法拉第常數，等於96500庫倫/莫耳
E°為電動勢，單位伏特(V)
n 為燃燒一莫耳氫或甲烷所轉移的電子莫耳數
燃料電池能量轉換的最大可能效率為 W/\Delta H^\circ，其中 \Delta H^\circ 是燃料的莫耳燃燒熱。已知氫氣與甲烷的莫耳燃燒熱分別是 -286\ \mathrm{kJ/mol} 與 -890\ \mathrm{kJ/mol}，則下列有關氫—氧與甲烷燃料電池的能量轉換與其效率的敘述，哪些是正確的？