پیل های سوختی به دلیل راندمان بالا، عدم انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی، چگالی توان بالا، عدم وجود قطعات متحرک و عدم ایجاد ارتعاش و صدا، تجهیزات مطلوبی برای تولید انرژی از ظرفیت‌های بسیار کم تا نیروگاه‌های بسیار بزرگ به حساب می‌آیند. پیل های سوختی سیستمی است که انرژِی شیمیایی حاصل از واکنش سوخت و اکسید کننده را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. پیل سوختی روشی پاک را برای استفاده از سوخت های هیدروکربنی ارائه نموده است.  فناوری نانو در ساخت اجزاء مختلف پیل سوختی مورد استفاده قرار می گیرد. مهمترین اجزای پیل های سوختی الکترولیت، سوخت و الکترود می باشد. الکترودها بایستی دارای ویژگی های از قبیل تخلخل زیاد، قابلیت نفود دهندگی بالا، میزان سینتر شدن کم و طول عمر زیاد باشند.:
الکترودها
با توجه به نسبت بالای سطح به حجم ذرات نانو و توانایی بسیار زیاد در ایجاد تخلخل های بسیار بالا به کمک فناوری نانو، تحقیقات در زمینه ساخت الکترودها بر روی مواد نانو متمرکز شده است. در این رابطه آندها و کاتدها سرمتی با ابعاد دانه ای در حد نانو ساخته شده است. در این حالت مقاومت در سطح مشترک الکترود- الکترولیت نسبت به الکترودهای معمول کمتر می باشد. همچنین با استفاده از الکترودهای نانو ساختار، میزان رسوب گذاری کربن بر روی الکترودها در حین کار کاهش می یابد.
الکترولیت

کاهش دمای کاری و ابعاد پیل ها از جمله اهداف تحقیقات مربوط به الکترولیت ها می باشد. تحقیقات نشان می دهد که کنترل ابعاد مرزهای حاصل از حضور ذرات تقویت کننده در ابعاد نانومتر تاثیر زیادی بر روی هدایت یونی و انرژی اکتیواسیون دارد. از جمله موادی که به عنوان الکترولیت پیشنهاد شده است اکسید گادولینیم سریم است. مشکل عمده این الکترولیت احیاء شدن در دماهای بالا و فشار اکسیژن کم و آلوده شدن و همچنین سینتر شدن می باشد. نتایج تحقیقات نشان می دهد استفاده از ساختارهای نانو تاثیر بسزایی در بهبود خواص و کم کردن دمای سینترینگ دارد.