Die Brennstoffzelle kehrt den Prozess der aus dem Schulunterricht bekannten Elektrolyse um. Erinnern wir uns: Bei der Elektrolyse wird Wasser mit Hilfe elektrischer Energie in die gasförmigen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

Die Brennstoffzelle nimmt genau diese beiden Stoffe und verwandelt sie wieder in elektrische Energie und Wasser. Dabei wird theoretisch die Menge elektrischer Energie wieder abgegeben, die bei der Elektrolyse zur Spaltung notwendig war.
Durch die unmittelbare Umsetzung von Wasserstoff in elektrischen Strom erzielt die Brennstoffzelle einen beispiellos hohen Wirkungsgrad von über 80%.

Zum Vergleich: Bei Kraft-Wärme-Kopplung kann er bis zu 85% betragen, bei einem Automotor liegt er bei etwa 20%.
An Stelle von Wasserstoff kann auch Methanol verwendet werden.
Allerdings kommen Wasserstoff und Methanol in der Natur nicht vor. Sie müssen unter Energieverbrauch hergestellt werden.