(anhand einer Polymer-Membran-Brennstoffzelle)

Aufbau (PEM: Proton Exchange Membrane):
- Elektroden (Anode und Kathode)
- Elektrolyte (z. B. PEM)

An der Anodenseite werden Wasserstoffmoleküle (H₂) zugeführt, und an der Kathodenseite dagegen führt man Sauerstoffmoleküle zu.

Anodenseite (2 H₂ --> 4 H⁺ +4 e^-)
Mit Hilfe von fein verteilten Platin beschichteten Katalysatoren wird das Wasserstoffmolekül zunächst in seine atomaren Bestandteile gespalten. Diese Wasserstoffatome geben je ein negativ geladenes Teilchen ab (Elektronen: e^-), die Elektronen fließen über den Verbraucherkreis und leisten dort elektrische Arbeit.

Elektrolyte
Während die Elektronen (e^-) elektrische Arbeit über den Verbraucherkreis leisten, wandern die Protonen (H⁺) durch die Elektrolyte in Richtung Kathodenseite. Die Elektrolyte haben die Eigenschaft,  einerseits Ionen zu leiten, andererseits Elektronen (e^-) abzustoßen.

Kathodenseite (O₂ + 4 e^- --> 2 O^2-)
Hier werden ebenfalls die zugeführten Sauerstoffmoleküle (O₂) katalytisch in ihre atomaren Bestandteile gespalten. Je ein Sauerstoffatom (O) nimmt dann zwei Elektronen auf und wird somit negativ ionisiert (O^2-) und geht schließlich mit zwei Protonen(H⁺) eine Bindung ein. Das Ergebnis ist Wasser (H₂O). Bruttoreaktion: 2 H + O₂ --> 2 H₂O

• hohe Effizienz; Einsparen fossiler Energieträger
• wartungsarm
• kompakt
• niedrige Belastung durch Abgase (außer bei Brenngasgewinnung); keine Stickoxide
• keine Lärmbelästigung
• austauschbare Komponenten durch modulare Bauweise
• gutes Anfahrverhalten / schnelle Reaktion auf Lastwechsel
• Erzeugung von elektrischem Strom bei dezentralen BZ