Ein Brennstoffzellen-Wasserstoffauto funktioniert, indem es Wasserstoff mit Sauerstoff in einem Prozess kombiniert, der Energie erzeugt. Das Interesse an Autos, die mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betrieben werden, ist in den letzten Jahren gestiegen, da Brennstoffzellen effizienter sind und weniger Abgase verursachen als Autos, die mit herkömmlichen fossil befeuerten Motoren betrieben werden. Der weit verbreitete Einsatz von Brennstoffzellen-Wasserstoffautos könnte auch die Abhängigkeit der Welt von fossilen Kraftstoffen wie Benzin und Diesel potenziell verringern, sobald die Technologie und die Infrastruktur vorhanden sind, um die weit verbreitete Produktion, den Vertrieb und die Nutzung dieser Fahrzeuge zu unterstützen.
Während der Antrieb von Autos mit Brennstoffzellen eine relativ neue Idee ist, werden Brennstoffzellen selbst schon seit Jahrzehnten eingesetzt. Die ehemalige Sowjetunion und die Vereinigten Staaten nutzten die Brennstoffzellentechnologie, um einen Großteil der Energie für die bemannten Raumfahrzeuge ihrer jeweiligen Raumfahrtprogramme aus den frühen Tagen des Weltraumzeitalters bereitzustellen. Raumfahrtingenieure entdeckten, dass das Gewicht von Batterien die Menge an Nutzlast, die in den Weltraum geschossen werden konnte, und auch die mögliche Länge von Weltraummissionen begrenzte. Brennstoffzellen liefern auch heute noch einen Großteil der Energie für bemannte Raumfahrzeuge.
Eine Brennstoffzelle funktioniert sehr ähnlich wie eine Batterie, da sie eine geschlossene Zelle ist, die Strom erzeugt. Wie eine Batterie haben die Brennstoffzellen eines Brennstoffzellen-Wasserstoffautos eine negative Seite, die als Anode bezeichnet wird, und eine positive Seite, die als Kathode bezeichnet wird. In vielen Brennstoffzellen befindet sich zwischen Anode und Kathode eine Schicht, die als Elektrolyt bezeichnet wird.
Wasserstoffgas tritt durch die Anodenseite der Zelle ein und strömt durch einen Katalysator, während der Sauerstoff durch die Kathode eintritt. Wenn Wasserstoff durch den Katalysator strömt, trennt der Katalysator die positiven Atome, die als Protonen bekannt sind, und die negativen Atome, die als Elektronen bekannt sind, im Wasserstoff. Die Elektrolytschicht fungiert als Barriere, die nur positiv geladene Wasserstoffatome durchströmen lässt. Die Elektronen werden am Eindringen in die Elektrolytschicht gehindert und durch Drähte um die Barriere herumgeleitet, wo sie mit positiv geladenen Atomen rekombinieren, um Wasser zu erzeugen.
Wenn die Elektronen durch einen Draht geleitet werden, entsteht ein elektrischer Strom, der Energie erzeugt. In einem Brennstoffzellen-Wasserstoffauto wird der Motor des Fahrzeugs durch den Strom angetrieben, der von den durch den Stromkreis fließenden Elektronen erzeugt wird. Solange Wasserstoffgas zur Verfügung steht, wird der Motor in einem Brennstoffzellen-Wasserstoffauto weiterhin Strom produzieren. Wasser ist das einzige Nebenprodukt, das beim Betrieb eines Brennstoffzellen-Wasserstoffautos entsteht, was es zu einer umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Alternative zur Verwendung von erdölbasierten Kraftstoffen in Fahrzeugen macht.