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Als Brennstoffzelle bezeichne ich eine galvanische Zelle, die die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels - normalerweise Wasserstoff und Sauerstoff - elektrische Energie wandelt. Die wichtigsten Anwendungen sind netzunabhängige Stromversorgung sowie die Versorgung von Gebäuden mit Wärme und Elektrizität.
Mit Brennstoffzellen werden auch Autos, zB. Toyota Mirai angetrieben.
Das Prinzip der Brennstoffzelle wurde 1838 von Christian Friedrich Schönbein gefunden, als er zwei Platindrähte in verdünnter Schwefelsäure mit Wasserstoff bzw. Sauerstoff umspülte und zwischen den Drähten eine elektrische Spannung bemerkte. Sir William Grove erkannte zusammen mit Schönbein die Umkehrung der Elektrolyse und das Erzeugen von Strom durch mehrere Versuche.
Recht bald war man von den Brennstoffzellen regelrecht begeistert. Man hoffte, Kohle und Dampfmaschinen zu ersetzen. 1875 schrieb J. Verne in seinem Buch „Die geheimnisvolle Insel“ über die Brennstoffzelle: "„Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.“
Wegen der - disruptiven - Erfindung des elektrischen Generators, damals Dynamomaschine genannt, durch Werner von Siemens geriet die als „galvanische Gasbatterie“ bezeichnete Erfindung zunächst in Vergessenheit. Die Dynamomaschine war in Verbindung mit der Dampfmaschine bezüglich Brennstoff und Materialien relativ einfach und unkompliziert und wurde daher zu dieser Zeit der komplexen Brennstoffzelle vorgezogen. Wilhelm Ostwald machte sich um die theoretische Durchdringung der Brennstoffzelle verdient. 1894 erkannte er ihr hohes Potential gegenüber den Wärmekraftmaschinen.
Erst in den 1950er Jahren wurde die Idee wieder aufgegriffen, da in der Raumfahrt und beim Militär kompakte und leistungsfähige Energiequellen benötigt wurden. Die Brennstoffzelle wurde ab 1963 erstmals an Bord eines Satelliten und für die Gemini- und Apollo-Raumkapseln eingesetzt. In den 1990er-Jahren führte die kalifornische Gesetzgebung zu neuen Impulsen. Nun wurden Fahrzeuge mit niedrigen Emissionen von jedem Hersteller gefordert. Seither machte die Brennstoffzellenentwicklung international grosse Fortschritte, sowohl in der Forschung als auch in der Anwendung.