Die Brennstoffzelle stellt eine Möglichkeit dar, die Energie für ein mit einem Elektromotor ausgestatteten Fahrzeug bereitzustellen. Im Gegensatz zu einer Batterie ist die Brennstoffzelle kein Energiespeicher, sondern lediglich ein Energiewandler, der chemische in elektrische Energie umwandelt. Der optimale Energieträger ist Wasserstoff, der eine lokal emissionsfreie Mobilität ermöglicht.
Die Attraktivität von Brennstoffzellen-Fahrzeugen ergibt sich aus der hohen Energiedichte im Vergleich zu Batteriefahrzeugen, sodass auch Langstreckenfahrten und kurze Betankungszeiten möglich sind.
Es existieren eine Reihe verschiedener Brennstoffzellentypen, deren Bezeichnung abhängig vom jeweils eingesetzten Elektrolyten ist. Für den Einsatz in Fahrzeugen hat sich international die Polymer-Elektrolyte-Membran-Variante (PEM-Variante) durchgesetzt. Aufgrund Ihrer Beschaffenheit und Flexibilität findet sie bereits Anwendung in den Fahrzeugen verschiedener Hersteller. Brennstoffzellen-Fahrzeuge im Vergleich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen sind daher attraktiv, da sie eine vergleichsweise hohe Energiedichte besitzen, sodass auch Langstreckenfahrten und kurze Betankungszeiten möglich sind [HeRa19, S.28]. Derzeit Im Jahr 2023 bestehen zwei Brennstoffzellen-Fahrzeuge auf dem deutschen Markt: der SUV Nexo vom Hersteller Hyundai sowie die Limousine Mirai vom Hersteller Toyota. Auch Mercedes hatte ab 2018 ein Brennstoffzellauto im Angebot, hat dieses jedoch bereits nach zwei Jahren (2020) wieder vom Markt genommen [ADAC21g].
Allerdings besteht weiterhin Forschungsbedarf bei den Material- und Herstellungskosten für PEM- Brennstoffzelle, sowie bei der Verbesserung der Betriebsbedingungen und der Lebensdauer. Für die breite Durchsetzung der Brennstoffzellenfahrzeuge ist die Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologie ausschlaggebend. Hierfür sind weitere politische sowie infrastrukturelle Rahmenbedingungen oder Treiber notwendig, die die Entwicklung der PEM-Brennstoffzelle beeinflussen und damit letztendlich auch die Entwicklung der brennstoffzellenbetriebenen Elektroautos vorantreiben. Zu diesen Treibern gehört die Infrastruktur in dem Sinne, dass deren Ausbau eine Grundvoraussetzung für den Einsatz von Brennstoffzellenfahrzeugen (Stichwort: Henne-Ei-Problem) darstellt und deren weitere Ausbauplanungen bereits laufen. Allianzen und Netzwerke organisieren den Technologietransfer zwischen den Akteuren und koordinieren die durch Förder- und Forschungsprogramme bereitgestellten finanziellen Mittel. Insbesondere der durch die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung vorangetriebene Markthochlauf hat bereits zu einer Vielzahl an Initiativen und Entwicklungen geführt, die vor allem die relevanten zuliefernden Unternehmen betreffen. Bei den Konsumenten ist ein Zögern bezüglich des Umstieges auf Wasserstofftechnologien zu erkennen, was neben hohen Kosten auch auf fehlende Standardisierungen und Normierungen (zum Beispiel bei Toleranzen oder Leistungsanforderungen) zurückführbar ist. Daher sollten Kooperationen mit möglichen Lieferanten aufgebaut werden, um notwendige Standards und Normen gemeinsam zu erarbeiten [FüGr22, S.140]. Es bleibt zu berücksichtigen, dass Brennstoffzellen als Beitrag zur Dekarbonisierung im Verkehr weiterhin grundsätzlich kritisch diskutiert werden, wobei in manchen Verkehrsbereichen (wie dem internationalen Luft- und Seeverkehr) diese unverzichtbar sind [RuMe19].