1. Wasserstoffspeicherung: Wasserstoff wird in Tanks an Bord in gasförmiger oder flüssiger Form gespeichert. Die Quelle von Wasserstoff kann variieren, beispielsweise aus komprimiertem Wasserstoffgas oder durch Extraktion aus einem flüssigen Brennstoff wie Methanol.
2. Luftaufnahme: Sauerstoff wird aus der Umgebungsluft entnommen, die als Oxidationsmittel in der Brennstoffzellenreaktion dient.
3. Brennstoffzellen-Stack: Der Brennstoffzellen-Stack ist das Herzstück des Brennstoffzellen-Systems. Es besteht aus mehreren einzelnen Brennstoffzellen, die in einem Stapel angeordnet sind. Jede Brennstoffzelle enthält eine Elektrolytmembran, typischerweise eine Proton Exchange Membrane (PEM) in Automobilanwendungen.
4. Elektrochemische Reaktion: Wenn Wasserstoffgas auf einer Seite des Brennstoffzellenstapels (Anode) und Sauerstoff aus der Luft auf der anderen Seite (Kathode) zugeführt wird, tritt eine chemische Reaktion an den katalysatorbeschichteten Elektroden auf.
Anodenreaktion: 2H2 (Wasserstoff) → 4H+ (Protonen) + 4e- (Elektronen)
Kathodenreaktion: O2 (Sauerstoff) + 4H+ (Protonen) + 4e- (Elektronen) → 2H2O (Wasser)