燃料电池汽车使用电力驱动，但无需插电。它携带氢气罐，并在燃料电池堆中与空气中的氧气结合。这种化学反应产生电力来驱动电机，唯一的排放物是水蒸气。它本质上是一种使用不同能源的电动汽车。
燃料电池堆是车辆的核心部件。它包含数百个独立的电池，每个电池都有一个阳极和一个阴极，两者之间由隔膜隔开。氢气进入阳极，在那里，催化剂将其分解成质子和电子。质子穿过隔膜，电子则通过外部电路流动，产生电流。在阴极，氧气、质子和电子结合生成水。
燃料电池汽车加氢只需三到五分钟，与汽油加氢类似。续航里程与传统汽车相当，约为300至400英里。丰田Mirai和本田Clarity是最常见的车型。但加氢站却很少。加州大约有50座，而其他大多数州都没有。清洁制氢也是一大挑战。目前大多数氢气都是从天然气中提取的，而这个过程会释放二氧化碳。
燃料电池适用于重型卡车、公共汽车和船舶，因为电池对于这些车辆来说太重、充电太慢。对于乘用车而言，纯电动汽车更具优势，但燃料电池仍然是一种可行的选择。
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