Les moteurs à hydrogène sont considérés par de nombreuses personnes comme une excellente alternative aux moteurs à combustibles fossiles. Il existe deux types de moteurs à hydrogène et ils reposent sur des principes de puissance différents. Les moteurs à combustion à hydrogène fonctionnent de la même manière que les moteurs à combustion interne à pétrole. Un moteur à pile à combustible à hydrogène fonctionne en mélangeant de l’hydrogène et de l’oxygène, générant de l’électricité au cours de la réaction chimique.
Les moteurs à hydrogène à combustion sont comme les autres moteurs à combustion interne, sauf qu’ils utilisent de l’hydrogène au lieu de combustibles fossiles, ce qui facilite la conversion du processus de fabrication des brûleurs à pétrole en moteurs à hydrogène. Ces moteurs à hydrogène brûlent de l’hydrogène liquide pour déplacer les pistons et générer de l’énergie. L’hydrogène fournit une énergie élevée sans produire de gaz d’échappement nocifs.
Il y a, cependant, certaines limitations au moteur à hydrogène à combustion qui le rendent impraticable. Afin de contenir suffisamment de carburant pour être utile, l’hydrogène doit être stocké sous forme liquide, ce qui nécessite un refroidissement à des températures extrêmement basses. Des températures aussi basses entraîneraient des déformations et des fissures, non seulement sur le réservoir de carburant, mais sur toute structure environnante. Isoler et renforcer un véhicule pour résister à ces températures élève le coût de fabrication à des niveaux prohibitifs.
Une alternative à ce modèle est le modèle de pile à combustible. L’hydrogène et l’oxygène se mélangent à l’intérieur de la pile à combustible pour former de l’eau. Cette réaction chimique libère également de l’électricité, qui peut être stockée et utilisée pour alimenter le moteur. L’eau est le seul échappement produit par ce moteur, ce qui en fait une bonne option pour réduire la pollution de l’air.
À l’intérieur de la pile à combustible, l’hydrogène gazeux comprimé traverse un catalyseur recouvert de platine, où les électrons sont retirés, générant de l’électricité et créant des ions hydrogène positifs. L’oxygène injecté dans la cellule par une cathode se lie aux ions, produisant de l’eau. Cette eau peut ensuite être libérée sous forme d’échappement. L’énergie générée par une seule pile à combustible ne serait pas suffisante pour alimenter un véhicule, mais une série de piles pourraient être reliées pour fournir suffisamment d’énergie.
Il existe également des limites aux moteurs à hydrogène à pile à combustible. Ils sont exceptionnellement fragiles et pourraient ne pas être assez robustes pour survivre à une utilisation dans un véhicule. Ils utilisent des composants coûteux et des métaux précieux tels que le platine dans leur construction, ce qui augmente le coût de fabrication.
Les piles à combustible sont également sujettes au gel, en particulier avant le démarrage. Une fois le moteur à hydrogène en marche, une chaleur suffisante est générée par le processus chimique pour empêcher les cellules de geler. Cependant, ils ne produisent pas autant de chaleur que les moteurs à combustion et les moteurs à pile à combustible mettent beaucoup plus de temps à se réchauffer.