Un vehículo de pila de combustible funciona con electricidad, pero no necesita enchufarse. Almacena hidrógeno en un tanque y lo combina con el oxígeno del aire en una pila de combustible. La reacción química produce electricidad para impulsar el motor, y la única emisión es vapor de agua. Es un coche eléctrico con una fuente de energía diferente.

La pila de combustible es el corazón del vehículo. Contiene cientos de celdas individuales, cada una con un ánodo y un cátodo separados por una membrana. El hidrógeno entra en el ánodo, donde un catalizador lo divide en protones y electrones. Los protones atraviesan la membrana y los electrones circulan por un circuito externo, generando corriente eléctrica. En el cátodo, el oxígeno, los protones y los electrones se combinan para formar agua.

Los vehículos de pila de combustible se recargan en tres a cinco minutos, de forma similar a los de gasolina. Su autonomía es comparable a la de los coches convencionales, entre 300 y 400 millas. Los modelos más comunes son el Toyota Mirai y el Honda Clarity. Sin embargo, las estaciones de hidrógeno son escasas. California cuenta con unas 50, mientras que la mayoría de los demás estados carecen de ellas. Producir hidrógeno de forma limpia también supone un reto. Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de gas natural, que libera dióxido de carbono.

Las pilas de combustible son una opción viable para camiones pesados, autobuses y barcos, donde las baterías serían demasiado pesadas y su carga sería demasiado lenta. Para los turismos, los vehículos eléctricos de batería tienen ventaja, pero las pilas de combustible siguen siendo una alternativa.