Um carro movido a hidrogênio com célula de combustível funciona combinando hidrogênio com oxigênio em um processo que produz energia. O interesse por carros movidos a células de combustível de hidrogênio cresceu nos últimos anos porque as células de combustível são mais eficientes e geram menos emissões de escapamento do que carros movidos a motores convencionais de combustível fóssil. O uso generalizado de carros movidos a hidrogênio com células de combustível também pode reduzir potencialmente a dependência mundial de combustíveis fósseis, como gasolina e diesel, uma vez que a tecnologia e a infraestrutura existem para apoiar a produção, distribuição e uso generalizados desses veículos.
Embora alimentar carros com células de combustível seja uma ideia relativamente nova, as próprias células de combustível já estão em uso há décadas. A ex-União Soviética e os Estados Unidos usaram tecnologia de célula de combustível para fornecer grande parte da energia para a espaçonave tripulada de seus respectivos programas espaciais desde os primeiros dias da era espacial. Os engenheiros espaciais descobriram que o peso das baterias limitava a quantidade de carga útil que poderia ser lançada ao espaço e também limitava a duração possível das missões espaciais. As células de combustível continuam a fornecer grande parte da energia para espaçonaves tripuladas hoje.
Uma célula de combustível funciona de maneira muito semelhante a uma bateria, pois é uma célula fechada que produz eletricidade. Como uma bateria, as células de combustível em um carro movido a hidrogênio com célula de combustível têm um lado negativo, conhecido como ânodo, e um lado positivo, conhecido como cátodo. Em muitas células de combustível, há uma camada imprensada entre o ânodo e o cátodo, conhecida como eletrólito.
O gás hidrogênio entra pelo lado do ânodo da célula e flui por um catalisador, enquanto o oxigênio entra pelo cátodo. Conforme o hidrogênio flui através do catalisador, o catalisador separa os átomos positivos, conhecidos como prótons, e os átomos negativos, conhecidos como elétrons, no hidrogênio. A camada de eletrólito funciona como uma barreira que apenas permite que átomos de hidrogênio carregados positivamente fluam através dela. Os elétrons são impedidos de entrar na camada de eletrólito e são desviados ao redor da barreira através de fios, onde se recombinam com átomos carregados positivamente para criar água.
Conforme os elétrons são encaminhados através de um fio, ele cria uma corrente elétrica, produzindo energia. Em um carro movido a hidrogênio com célula de combustível, o motor do veículo é alimentado pela eletricidade produzida pelos elétrons que fluem pelo circuito. Enquanto houver suprimento de gás hidrogênio, o motor de um carro movido a hidrogênio com célula de combustível continuará a produzir energia. A água é o único subproduto criado como resultado da operação de um carro movido a hidrogênio com célula de combustível, tornando-se uma alternativa mais ecologicamente correta e sustentável ao uso de combustíveis derivados do petróleo em veículos.