Die Energiegewinnung von Brennstoffzellen beruht auf der Knallgasreaktion von Wasser- und Sauerstoff. Kommen beide Elemente zusammen, reagieren sie explosionsartig miteinander. Ein Teil Sauerstoff und zwei Teile Wasserstoff ergeben ein Teil Wasser. In einer Brennstoffzelle läuft die Reaktion kontrolliert ohne Explosion ab. Die dabei frei werdende Energie kann als Strom genutzt werden.
Von der Schulbuch-artigen Reaktion weichen die eingesetzten Brennstoffzellentechnologien jedoch schon aus Sicherheitsgründen ab. Nach Angaben der Initiative Brennstoffzelle (IBZ) in Essen haben sich im Bereich der Mikroanwendungen zwei Technologien etabliert: Polymer-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC), die mit gasförmigem Wasserstoff betrieben werden, und Direktmethanolbrennstoffzellen (DMFC), bei denen Methanol als Brennstoff direkt in der Zelle umgesetzt wird. Als drittes System werden PEM-Brennstoffzellen verwendet, die mit Methanol betankt werden, das in einem so genannten Reformer zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt wird.