Brennstoffzellen, in denen durch Umkehrung des Wasserelektrolyseprozesses Wasserstoff mit Sauerstoff elektrochemisch "kalt verbrennt" und dabei Elektrizität erzeugt, sind schon länger als 150 Jahre bekannt. Erst heute, nach einer sehr teuren und intensiven Entwicklungsphase von etwas mehr als 30 Jahren, ist man so weit, daß man von einer BZ-Technologie sprechen kann - aber auch deren Markteinführung wird noch eine ganze Reihe von Jahren erfordern und noch sehr viel Geld kosten.
Alle Brennstoffzellen oxidieren Wasserstoff, erreichen relativ hohe Wirkungsgrade und haben sehr geringe Emissionen. Heute unterscheiden wir zwei Niedertemperaturzellen: die phosphorsaure und die Membranzelle, und zwei Typen von Hochtemperaturzellen: die Karbonatschmelzenzelle, die bei rd. 650 °C arbeitet, und die oxidkeramische Zelle, die bei 800 bis 900 °C arbeitet.
Bislang wird nur die phosphorsaure Zelle in marktfähigen Systemen als Heizkraftwerk mit relativ kleiner elektrischer Leistung von 200 kW vertrieben, während man bei den Hochtemperaturzellen noch nicht so weit ist und sich erst in der sogenannten Demonstrationsphase befindet, in der wenige einzelne Kraftwerke relativ geringer Leistung betrieben und getestet werden. Die BZ-Heizkraftwerke sind alle mit Erdgas befeuert. Mit einer auf diesen spezifischen Zweck adaptierten Chemietechnik wird aus Erdgas zunächst ein rd. 75 % Wasserstoff enthaltendes Gasgemisch hergestellt, dem die Zelle den Sekundärbrennstoff, Wasserstoff, entzieht. Der zur kalten Verbrennung nötige Sauerstoff wird der Luft entnommen.
Membranbrennstoffzellen eignen sich wegen ihres geringen leistungsbezogenen Gewichts besonders gut als Energiequellen für Elektroautos. Hierbei spielen die geringen Emissionen dieser Wandler eine ganz besondere Rolle. Nachdem in vielen vorausgehenden Versuchen eine Reihe von Ansätzen zur Elektrifizierung des Autoantriebs unter Einsatz unterschiedlicher Batterien erprobt wurde, scheint sich jetzt bei den Autoherstellern die Überzeugung durchzusetzen, daß Membranbrennstoffzellen das Mittel der Wahl für die Elektrizitätserzeugung in Elektroautos sind.
Ein besonderes Problem bleibt allerdings der Brennstoff. Wasserstoff, komprimiert oder verflüssigt, steht am Anfang der Entwicklung. Wesentlich aussichtsreicher scheint in der Zukunft die Verwendung von Methanol zu sein. Aber hierfür ist die Entwicklung einer adäquaten Chemietechnik unabdingbar, die es gestattet, aus Methanol an Bord des Fahrzeugs ein Wasserstoff enthaltendes Brenngas für die Zelle herzustellen. Die Entwicklung dürfte schließlich auf Katalysatorsysteme zielen, mit denen man Methanol direkt in der Zelle verstromen kann. Das Erreichen dieses ehrgeizigen Zieles erfordert aber sicher noch einige Jahre intensiver Forschung und noch mehr Jahre technischer Entwicklung.