Brandstofcellen werken op waterstof. Helaas, hoewel waterstof het meest voorkomende element in het universum is, bestaat het niet op aarde in zijn elementaire vorm. Als gevolg hiervan moet waterstof worden gewonnen uit een waterstofverbinding, zoals fossiele brandstof of water, om hier op aarde te worden gebruikt. Voor de winning van waterstof is een aparte energiebron nodig, zoals warmte, licht of elektriciteit.
Het gebrek aan pure waterstof op aarde vormt een bijzondere uitdaging voor brandstofcellen die nodig zijn om auto's te laten rijden. Er zijn brandstofcellen die draaien op pure waterstof, wat betekent dat de extractie van de waterstof heeft plaatsgevonden voordat de waterstof de brandstofcellen binnenkomt. Een zuivere waterstofbrandstofcel heeft over het algemeen een energie-efficiëntie van 80%, wat betekent dat 80% van de energie-inhoud van waterstof kan worden omgezet in elektrische energie. Natuurlijk moet de elektrische energie nog worden omgezet in mechanische energie om de auto aan te drijven. Dus over het algemeen is de energie-efficiëntie van een zuivere waterstofbrandstofcel (van waterstof tot mechanische energie) over het algemeen ongeveer 64 procent.
Er zijn echter enkele brandstofcellen die niet op pure waterstof werken, maar in plaats daarvan een waterstofbrandstofreformer nodig hebben. De reformer is het apparaat dat de zuivere waterstof onttrekt aan een waterstofbron, zoals koolwaterstof- of alcoholbrandstoffen, en vervolgens de waterstof aan de brandstofcel levert. Aangezien de waterstofbrandstofreformer de waterstof zelf extraheert, moet de reformer de waterstof opruimen en scheiden van de rest van de warmte en gassen die tijdens het reformingsproces worden geproduceerd. Ondanks de beste inspanningen van de reformer, is de waterstof die hij kan leveren aan een brandstofcel niet zo zuiver als de waterstof die toegankelijk is via een zuivere waterstofbrandstofbron. Als gevolg hiervan is de algehele energie-efficiëntie van een brandstofcel die een waterstof-brandstofreformer vereist, lager dan die van een brandstofcel die op pure waterstof werkt.
