Alle Brennstoffzellen funktionieren im Prinzip gleich, die Typen unterscheiden sich aber in den verwendeten Materialien, Betriebstemperaturen und einsetzbaren Brennstoffen.
· Bei der Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle (PEMFC) findet die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff an einer dünnen Membran statt. Die Zelle wird bei etwa 70 bis 100 Grad Celsius betrieben, Hochtemperatur-PEM bei deutlich höheren Temperaturen, und hat einen elektrischen Wirkungsgrad von rund 35 Prozent. PEM-Zellen kommen beispielsweise in Automobilen zum Einsatz.
· Die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) benötigt weitaus höhere Betriebstemperaturen zwischen 800 und 1000 Grad Celsius. Als Elektrolyt dient ein oxidkeramisches Material. Anders als PEM- Zellen lassen sich SOFC nicht nur mit reinem Wasserstoff, sondern auch mit anderen wasserstoffhaltigen Gasen wie Erdgas und Kohlegas betreiben. Der elektrische Wirkungsgrad erreicht mehr als 45 Prozent. Anwendung: etwa in Heizgeräten für Wohnhäuser.
· Die Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC) ist bei den Brennstoffen ähnlich anspruchslos wie die SOFC. Auch der elektrische Wirkungsgrad ist vergleichbar, die erforderliche Betriebstemperatur mit 600 bis 700 Grad Celsius allerdings etwas niedriger. Verwendet werden Zellen vom MCFC-Typ zum Beispiel in Blockheizkraftwerken für Schulen, Schiffe und Fabriken („ HotModule”). Als Elektrolyt wird eine Alkali-Karbonat-Schmelze genutzt.
· Bei der Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC) trennt eine Membran aus Kunststoff die beiden Elektroden, genau wie bei der PEMFC. Als Brennstoff für die Zellen, die etwa in tragbaren Stromerzeugern fürs Camping stecken, dient flüssiges Methanol. Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei maximal 40 Prozent.
