Οι κινητήρες υδρογόνου θεωρούνται από πολλούς ως μια εξαιρετική εναλλακτική λύση έναντι των κινητήρων ορυκτών καυσίμων. Υπάρχουν δύο τύποι κινητήρων υδρογόνου, και βασίζονται σε διαφορετικές αρχές για την ισχύ. Οι κινητήρες υδρογόνου καύσης λειτουργούν με τρόπο παρόμοιο με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που καίνε πετρέλαιο. Ένας κινητήρας κυψελών καυσίμου υδρογόνου λειτουργεί με ανάμειξη υδρογόνου και οξυγόνου, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της χημικής αντίδρασης.
Οι κινητήρες υδρογόνου καύσης είναι ακριβώς όπως άλλοι κινητήρες εσωτερικής καύσης, εκτός από το ότι χρησιμοποιούν υδρογόνο αντί για ορυκτά καύσιμα, καθιστώντας απλή υπόθεση τη μετατροπή της διαδικασίας κατασκευής από καυστήρες πετρελαίου σε κινητήρες υδρογόνου. Αυτοί οι κινητήρες υδρογόνου καίνε υγρό υδρογόνο για να κινούν τα έμβολα και να παράγουν ισχύ. Το υδρογόνο παρέχει υψηλή ενέργεια χωρίς να παράγει επιβλαβή καυσαέρια.
Υπάρχουν, ωστόσο, ορισμένοι περιορισμοί στον κινητήρα υδρογόνου καύσης που τον καθιστούν ανέφικτο. Για να διατηρηθεί αρκετό καύσιμο για να είναι χρήσιμο, το υδρογόνο πρέπει να αποθηκεύεται σε υγρή μορφή, η οποία απαιτεί ψύξη σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι χαμηλές θερμοκρασίες θα οδηγούσαν σε καταπόνηση και ρωγμές, όχι μόνο στη δεξαμενή καυσίμου, αλλά σε οποιαδήποτε περιβάλλουσα δομή. Η μόνωση και η ενίσχυση ενός οχήματος για να αντέξει αυτές τις θερμοκρασίες αυξάνει το κόστος κατασκευής σε απαγορευτικά επίπεδα.
Μια εναλλακτική λύση σε αυτό το μοντέλο είναι το μοντέλο κυψελών καυσίμου. Το υδρογόνο και το οξυγόνο αναμιγνύονται μέσα στην κυψέλη καυσίμου, συνδυάζονται για να σχηματίσουν νερό. Αυτή η χημική αντίδραση απελευθερώνει επίσης ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μπορεί να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του κινητήρα. Το νερό είναι η μόνη εξάτμιση που παράγεται από αυτόν τον κινητήρα, καθιστώντας τον μια καλή επιλογή για τη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.
Μέσα στην κυψέλη καυσίμου, το συμπιεσμένο αέριο υδρογόνο περνά μέσα από έναν καταλύτη επικαλυμμένο με πλατίνα, όπου τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια και δημιουργώντας θετικά ιόντα υδρογόνου. Το οξυγόνο εγχέεται στο κύτταρο μέσω δεσμών καθόδου με τα ιόντα, παράγοντας νερό. Αυτό το νερό μπορεί στη συνέχεια να απελευθερωθεί ως εξάτμιση. Η ενέργεια που παράγεται από μια μόνο κυψέλη καυσίμου δεν θα ήταν αρκετή για να τροφοδοτήσει ένα όχημα, αλλά μια σειρά κυψελών θα μπορούσε να συνδεθεί για να παρέχει επαρκή ενέργεια.
Υπάρχουν επίσης περιορισμοί στους κινητήρες υδρογόνου κυψελών καυσίμου. Είναι εξαιρετικά εύθραυστα και μπορεί να μην είναι αρκετά ανθεκτικά για να επιβιώσουν κατά τη χρήση σε ένα όχημα. Χρησιμοποιούν ακριβά εξαρτήματα και πολύτιμα μέταλλα όπως η πλατίνα στην κατασκευή τους, αυξάνοντας το κόστος κατασκευής.
Οι κυψέλες καυσίμου είναι επίσης επιρρεπείς στο πάγωμα, ειδικά πριν από την εκκίνηση. Μετά τη λειτουργία του κινητήρα υδρογόνου, παράγεται αρκετή θερμότητα από τη χημική διαδικασία για να μην παγώσει τα κύτταρα. Ωστόσο, δεν παράγουν τόσο θερμότητα όσο οι κινητήρες καύσης και οι κινητήρες κυψελών καυσίμου χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να ζεσταθούν.