Ein bei Schülern beliebter, weil effektvoller Versuch im Chemieunterricht ist die Knallgas-Reaktion: Bringt man gasförmigen Wasserstoff mit Sauerstoff in einem Reagenzgefäß zusammen, entsteht daraus Wasser – begleitet durch eine laute Detonation. In einer Brennstoffzelle läuft dieselbe chemische Reaktion ab, nur gebändigt. Die beiden Gase sind dort zum Beispiel durch eine dünne Membran getrennt. Zu beiden Seiten der Membran befinden sich zudem Elektroden, die über einen äußeren Stromkreis verbunden sind. Die Membran ist durchlässig für Wasserstoff-Ionen (Protonen), die an einer der Elektroden entstehen. Die Protonen gelangen so in die Kammer mit dem Sauerstoff. Zugleich strömen Elektronen, die beim Ionisieren des Wasserstoffs frei werden, über den Stromkreis zur dortigen Elektrode. Zusammen mit dem Sauerstoff bilden Protonen und Elektronen Wasser-Moleküle. Der Strom, der aus der Brennstoffzelle fließt, erzeugt derweil eine elektrische Spannung – und liefert damit die Energie für einen Elektromotor.
