Die Spannung, die an einer Einzelzelle abgegriffen werden kann, beträgt zwischen 400 mV und 1000 mV, je nach Brennstoffzellenart und gewähltem Betriebspunkt. Diese Spannung ist für die meisten technischen Anwendungen jedoch zu klein. Üblich ist es mehrere einzelne Brennstoffzellen fest miteinander zu verschalten, um die elektrischen Widerstände und die Druckverluste möglichst gering zu halten. So entsteht ein Stack mit gemeinsamen Anschlüssen für die Versorgung der Zellen, den Reaktionsgasen, den Abtransport des Reaktionswassers und natürlich den Stromanschlüssen. Abbildung 7, monolithisches System (crossflow),(vgl. Kordesch,1996,9.11) Für die Wirtschaftlichkeitsberechnung sind jedoch nicht nur die technischen Daten wichtig, sondern auch die Frage der Kosten. So sind neben den Produktionskosten und den Brennstoffkosten auch die zu erwartende Betriebsdauer und der Aufwand für Wartung entscheidend. Je nach Einsatzort und Einsatzart ist die Frage von Emissionen, Leistungsdichte und Gewicht unterschiedlich zu beurteilen. So wird beim Einbau einer Brennstoffzelle in ein mobiles System auf geringe Größe und Gewicht geachtet; zur Energieversorgung eines Gebäudes wird das eine eher untergeordnete Rolle spielen. Die Konzepte der Industrie unterscheiden sich hierbei sehr. Abbildung 8 zeigt das Röhrenkonzept der Firma Westinghouse für SOFC. Das sehr auf Festigkeit konstruierte System hat eine geringe Leistungsdichte, aber eine hohe Gasnutzung. Das monolithisches System (Abbildung 7) hat hohe Leistungsdichten, ist aber problematisch in der Herstellung.
Brennstoffzellenanlage
Ein Brennstoffzellenstack ist nur der energieerzeugende Teil in einem ganzen System von Komponenten. Es kommen in Abhängigkeit vom der Art des Einsatzes und des Brennstoffzellentyps unterschiedliche Aggregate hinzu. Nötig sind dann unter Umständen Aggregate für Reinigung, Trocknung, Transport und Kompression des Brennstoffs und des Oxidationsmittels. Komponenten für die Reformierung des Primärbrennstoffs zeigt in einem Blockschaltbild das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten in einer PEMFC-Anlage