כשמדובר ברכבי תאי דלק מימן, הזרם המרכזי הנוכחי הוא טכנולוגיית תא הדלק של ממברנת פרוטון (PEMFC). הרכב המערכת שלה מורכב בדרך כלל מחסנית תאי דלק, מיכל אחסון מימן, סוללת חשמל, ממיר דחיפה DC לתא דלק, יחידת בקרת כוח ומנוע כוח.
לערימת תאי הדלק המובילה הנוכחית יש צפיפות הספק של 3.1kW/L והספק מקסימלי של 114kW. מכיוון שמתח המוצא של כל תא דלק הוא רק 0.6~0.7V, יש להשתמש בו עם ממיר חיזוק DC וסוללת מתח. כך שניתן להתאים את המתח למתח גבוה של 650V להנעת מנוע הכוח. במקביל, בדומה לסוללת החשמל, נדרשת מערכת ניהול הסוללה BMS, ותא הדלק זקוק גם למערכת הניטור והניהול המדויקת FCMS, שיכולה להתאים במהירות את הפרמטרים הקשורים לתגובה דרך מצב הפריקה. על מנת לאחסן מימן, משתמשים בדרך כלל במיכל אחסון מימן נוזלי בלחץ גבוה של 70MPa.
