Brennstoffzelle und Elektrolyseur bilden die Kernkomponenten eines regenerativen Brennstoffzellensystems. Im Rahmen der Phase A der "Entwicklung der Technologie zum Aufbau und Test regenerativer Brennstoffzellensysteme für Raumfahrtanwendungen" wurde bei Astrium eine alkalische Brennstoffzelle auf Basis der langjährigen Erfahrung mit alklischen Elektrolyseuren weiterentwickelt. Der bipolare, zirkuläre Aufbau mit fixiertem Elektrolyten hat sich in unterschiedlichen Tests bewährt. Um das Konzept der alkalischen Brennstoffzelle validieren zu können, wurden verschiedene Teststände entworfen und aufgebaut. Ein "Einzellerteststand" dient zur Charakterisierung einzelner Zellen und ist vor allem durch eine hohe Flexibilität bezüglich der Betriebsparameter gekennzeichnet. Der "AFC-Teststand" für die Brennstoffzellentests wird vor allem für Dauertests eingesetzt und ist durch eine vollständige Regelung der Betriebsbedingungen und eine permanente Datenerfassung gekennzeichnet. Die Weiterentwicklung der Brennstoffzelle erfolgte mit dem Ziel der Verbesserung des Wirkungsgrades und der Leistungsfähigkeit. Dabei wurden verschiedene Eigenschaften untersucht, die sich in folgende Kategorien einteilen lassen: Designentwicklung zur Bauteil- und Leistungsoptimierung; Untersuchung der elektrischen Eigenschaften; Überprüfung und Optimierung der Betriebsbedingungen. Der Aufbau der Strömungsfelder für Gase und Wasser wurde überarbeitet, um geringere Druckverluste und eine größere Benetzungsfläche zu gewährleisten. Verschiedene Elektroden- und Diaphragmenmaterialien wurden hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten untersucht. Zusätzlich konnte durch eine Oberflächenvergoldung der Strömungsfelder der Übergangswiderstand gesenkt werden. Mittels dieser Maßnahmen konnte der Wirkungsgrad gesteigert werden. In Kooperation mit dem Elektrodenzulieferer wurde der Herstellungsprozess der Elektroden überarbeitet, wodurch die Schwankungsbreite zwischen einzelnen Chargen verringert werden konnte. Die Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck, Gasflüsse) wurden in separaten Tests mit der Brennstoffzelle optimiert. Dies führte zu einer Steigerung der Leistung und zu einem stabilen Betrieb. Der zu erreichende Wirkungsgrad konnte deutlich überschritten werden, beim Hochtemperaturbetrieb wurden sogar exzellente Wirkungsgrade (74.6% bezogen auf 1,23V, bei 130 °C) erzielt.