Pin nhiên liệu natri-không khí được cấu tạo từ hai buồng riêng biệt, nối với nhau bởi một lớp điện giải gốm rắn. Một buồng chứa nhiên liệu là kim loại natri ở dạng lỏng, còn buồng kia chứa không khí ẩm. Quá trình hoạt động bắt đầu khi các hạt natri mang điện tích (ion natri) di chuyển từ bên chứa natri lỏng, đi qua lớp vật liệu đặc biệt (điện giải), rồi đến buồng chứa không khí. Khi tiếp xúc với oxy trong không khí, ion natri sẽ phản ứng hóa học tạo ra điện năng, đồng thời tạo ra sản phẩm phụ là natri oxit.

Đặc biệt, natri oxit không chỉ là chất thải mà còn có khả năng hấp thụ khí carbon dioxide (CO₂) dư thừa từ khí thải máy bay. Qua một chuỗi phản ứng, natri oxit biến đổi thành natri bicarbonate – hay còn gọi là baking soda, một hợp chất không độc hại và có thể giúp giảm độ axit của nước biển nếu bị thải ra môi trường. Điều này đồng nghĩa với việc công nghệ không những cung cấp năng lượng sạch mà còn góp phần cải thiện môi trường tự nhiên.

Với mật độ năng lượng lên đến khoảng 1.000 watt trên mỗi kilogram, pin nhiên liệu natri-không khí mang lại sức mạnh đủ để vận hành các chuyến bay khu vực một cách hiệu quả. Đồng thời, việc “nạp lại” pin trở nên nhanh chóng và tiện lợi khi chỉ cần thay thế các hộp chứa natri lỏng đã sử dụng bằng hộp mới, giải quyết triệt để hạn chế về thời gian sạc mà các loại pin trước đây thường gặp phải.

Nguồn nguyên liệu natri cũng rất dễ dàng sản xuất và có giá thành rẻ, được chế tạo từ muối ăn thông dụng với nhiệt độ nóng chảy chỉ khoảng 98 độ C, giúp giảm chi phí sản xuất và vận hành. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang chuẩn bị phát triển phiên bản thử nghiệm nhỏ gọn có thể ứng dụng cho các thiết bị bay không người lái (drone) trong vòng một năm tới.