Brennstoffzelle, eine elektrochem. Stromquelle, die sich dadurch auszeichnet, daß die Reaktionskomponenten getrennt und kontinuierlich den beiden entsprechenden inerten, porösen Elektroden zugeleitet werden. Elektrochem. Umsetzung und Abtransport der entstandenen Produkte erfolgen ebenfalls kontinuierlich. Solange Reaktionskomponenten zugeführt werden, können B. theoretisch unbegrenzt und praktisch bis zum Verschleiß der Bauteile elektrische Energie erzeugen. Voraussetzung für den Reaktionsablauf in einer B. ist, daß die Oxidation des Brennstoffs und die Reduktion des Oxidationsmittels als Elektrodenreaktionen mit möglichst großer Geschwindigkeit realisiert werden können. Diese Forderung schränkt die Anzahl der für den Einsatz in B. geeigneten Brennstoffe und Oxidationsmittel erheblich ein. Mögliche Brennstoffe sind z. B. Wasserstoff, Formaldehyd, Ammoniak, Erdgas und Methan, außerdem auch Flüssigkeiten wie Hydrazin, Methanol oder Ethanol. Als Oxidationsmittel kommen praktisch nur Sauerstoff oder Luft in Betracht. Vorrangige Bedeutung haben Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel. Die auf der Basis dieser Reaktanten arbeitende Wasserstoff-Sauerstoff-B. wurde technisch vervollkommnet und wird z. B. in der Raumfahrt als Stromquelle angewandt. Die Zellenreaktion in der Wasserstoff-Sauerstoff-B. ist die stark exotherme Umsetzung des Wasserstoffs mit Sauerstoff zu Wasser. Sie ergibt sich als Summe der Elektrodenreaktionen für die anodische Oxidation des Wasserstoffs und die kathodische Reduktion des Sauerstoffs. Im sauren Medium gelten dafür die Gleichungen:

Diese Gleichungen kennzeichnen nur den Bruttoumsatz. Von entscheidender Bedeutung ist dabei die Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, beispielsweise Platin, Palladium, Nickel oder Metallkomplexe.

Je nach Elektrolyt und Betriebstemperatur unterscheidet man alkalische, Phosphorsäure-B., B. mit Membranen sowie Hochtemperatur-B. mit Feststoffelektrolyten.