従来のエンジンのように燃料を燃焼させる代わりに、水素燃料電池は電気化学的プロセスを介して機能します。電気を生成するために、水素原子は電解質膜の片側でイオン化されます。陽子がすり抜ける間、電子は外部回路を長い道のりを通り抜けなければならず、移動するときに電流を生成します。電子が反対側に到達して陽子と対になると、水素は空気中の酸素と結合し、副産物として少量の熱と水をもたらします。
基本的なレベルでは、プロセスはかなり効率的です。水素燃料電池の種類にもよりますが、効率比は、上記のプロセスで放出されるエネルギーの総量の平均で約60パーセントになる傾向があります。ただし、電解質膜に溶融炭酸塩型燃料電池または固体酸化物を使用する大規模水素燃料電池は、生成された熱と電気の両方を使用して効率を高め、85％もの高さになります。一方、米国エネルギー省によると、燃料電池車に使用されている高分子電解質膜（PEM）のような携帯型燃料電池は、50％から60％の効率が得られます。
OK、でもそれは普通の車と比べてどうですか？信じられないほどよく。基本的に制御爆破と液体恐竜に相当するもので私たちの車を走らせるのはクールですが、内燃機関は効率的ではありません。アイドリングに費やした時間、ドライブラインに沿ったエネルギー損失、空気抵抗、摩擦を除いて、ほとんどのガソリンエンジンは、排熱のために燃料エネルギーの約62％を失います。
しかし、熱力学とエネルギー効率をいじくり回すときは、常に問題があります。水素の場合、それは生産の問題です。水素は宇宙で最も豊富な元素かもしれませんが、太陽の表面に立ち寄りたくない場合（冷たい飲み物と厚底の靴を持参してください！）、無料でどこにも元素を見つけることはできません。ここ地球上の水素は常に何かと結合しています。つまり、水素を抽出する必要があります。このプロセスには、費用と時間がかかり、膨大な量のエネルギーが必要です。
現在、私たちの水素のほとんどは、電気分解によって、または水蒸気改質と呼ばれるプロセスで天然ガスから水素を取り除くことによって生成されています。 。 （天然ガスも化石燃料です。）水蒸気改質は工業用水素製造の最も一般的な方法ですが、大量の熱を必要とし、非常に非効率的です。水蒸気改質によって生成された水素は、実際には、水蒸気改質が始まる天然ガスよりもエネルギーが少なくなっています。さらに、水素燃料電池とは異なり、このプロセスは汚染を引き起こします。したがって、炭化水素自体を燃料として使用するだけで、実際にはエネルギー効率が高くなります。
しかし、希望はあります。安価で水素を入手するための実行可能な方法はまだ見つかっていませんが、状況は改善しています。材料のコストは下がっており、水素を生成する藻類を利用したり、埋め立て地からのメタンを使用したりするなど、それを収集するための潜在的に簡単な方法がいくつかあります。水素を動力源とする未来が見えているかもしれません。あるいは、少なくとも地平線上にある斑点です。