Kendaraan sel bahan bakar beroperasi menggunakan listrik, tetapi tidak perlu dicolokkan ke sumber listrik. Kendaraan ini membawa hidrogen dalam tangki dan menggabungkannya dengan oksigen dari udara dalam tumpukan sel bahan bakar. Reaksi kimia tersebut menghasilkan listrik untuk menggerakkan motor, dan satu-satunya emisi yang dihasilkan adalah uap air. Ini adalah mobil listrik dengan sumber energi yang berbeda.

Tumpukan sel bahan bakar adalah jantung kendaraan. Tumpukan ini berisi ratusan sel individual, masing-masing dengan anoda dan katoda yang dipisahkan oleh membran. Hidrogen masuk ke anoda, di mana katalis memecahnya menjadi proton dan elektron. Proton melewati membran, dan elektron mengalir melalui sirkuit eksternal, menciptakan arus listrik. Di katoda, oksigen, proton, dan elektron bergabung membentuk air.

Kendaraan sel bahan bakar mengisi bahan bakar dalam waktu tiga hingga lima menit, mirip dengan bensin. Jangkauannya sebanding dengan mobil konvensional, sekitar 300 hingga 400 mil. Toyota Mirai dan Honda Clarity adalah model yang paling umum. Namun, stasiun pengisian hidrogen masih jarang. California memiliki sekitar 50 stasiun, dan sebagian besar negara bagian lain tidak memiliki satu pun. Memproduksi hidrogen secara bersih juga merupakan tantangan. Sebagian besar hidrogen saat ini dibuat dari gas alam, yang melepaskan karbon dioksida.

Sel bahan bakar masuk akal untuk truk berat, bus, dan kapal, di mana baterai akan terlalu berat dan pengisian dayanya terlalu lambat. Untuk mobil penumpang, kendaraan listrik bertenaga baterai lebih unggul, tetapi sel bahan bakar tetap menjadi pilihan.