O mașină cu hidrogen cu pile de combustie funcționează combinând hidrogenul cu oxigenul într-un proces care produce energie. Interesul pentru mașinile alimentate cu pile de combustibil cu hidrogen a crescut în ultimii ani, deoarece pilele de combustibil sunt mai eficiente și produc mai puține emisii de evacuare decât mașinile alimentate cu motoare convenționale pe combustibili fosili. Utilizarea pe scară largă a mașinilor cu hidrogen cu celule de combustie ar putea, de asemenea, să reducă dependența lumii de combustibilii fosili, cum ar fi benzina și motorina, odată ce tehnologia și infrastructura există pentru a sprijini producția, distribuția și utilizarea pe scară largă a acestor vehicule.
În timp ce alimentarea mașinilor cu celule de combustie este o idee relativ nouă, celulele de combustibil în sine au fost folosite de zeci de ani. Fosta Uniune Sovietică și Statele Unite au folosit tehnologia celulelor de combustie pentru a furniza o mare parte din puterea navelor spațiale cu echipaj din programele lor spațiale respective încă de la începuturile erei spațiale. Inginerii spațiali au descoperit că greutatea bateriilor a limitat cantitatea de sarcină utilă care putea fi lansată în spațiu și, de asemenea, a limitat durata posibilă a misiunilor spațiale. Pilele de combustie continuă să furnizeze o mare parte din puterea navelor spațiale cu echipaj în prezent.
O celulă de combustibil funcționează foarte mult ca o baterie, prin aceea că este o celulă închisă care produce electricitate. La fel ca o baterie, pilele de combustie de pe o mașină cu hidrogen cu pile de combustie au o parte negativă, cunoscută sub numele de anod, și o parte pozitivă, cunoscută sub numele de catod. În multe celule de combustibil există un strat intercalat între anod și catod, cunoscut sub numele de electrolit.
Hidrogenul gazos intră prin partea anodă a celulei și curge printr-un catalizator, în timp ce oxigenul intră prin catod. Pe măsură ce hidrogenul curge prin catalizator, catalizatorul separă atomii pozitivi, cunoscuți ca protoni, și atomii negativi, cunoscuți ca electroni, din hidrogen. Stratul de electrolit funcționează ca o barieră care permite doar atomilor de hidrogen încărcați pozitiv să curgă prin el. Electronii sunt împiedicați să intre în stratul de electrolit și sunt deviați în jurul barierei prin fire, unde se vor recombina cu atomi încărcați pozitiv pentru a crea apă.
Pe măsură ce electronii sunt direcționați printr-un fir, acesta creează un curent electric, producând energie. Într-o mașină cu hidrogen cu pile de combustie, motorul vehiculului este alimentat de electricitatea care este produsă de electronii care curg prin circuit. Atâta timp cât există o sursă de hidrogen gazos, motorul unei mașini cu hidrogen cu pile de combustie va continua să producă energie. Apa este singurul produs secundar creat ca rezultat al funcționării unei mașini cu hidrogen cu celule de combustie, ceea ce o face o alternativă mai ecologică și mai durabilă la utilizarea combustibililor pe bază de petrol în vehicule.