Mesin hidrogen dianggap oleh banyak orang sebagai alternatif yang sangat baik untuk mesin bahan bakar fosil. Ada dua jenis mesin hidrogen, dan mereka bergantung pada prinsip daya yang berbeda. Mesin hidrogen pembakaran bekerja dengan cara yang mirip dengan mesin pembakaran internal pembakaran minyak bumi. Sebuah mesin sel bahan bakar hidrogen bekerja dengan mencampur hidrogen dan oksigen, menghasilkan listrik selama reaksi kimia.
Pembakaran mesin hidrogen sama seperti mesin pembakaran internal lainnya, kecuali bahwa mereka menggunakan hidrogen sebagai pengganti bahan bakar fosil, sehingga mudah untuk mengubah proses manufaktur dari pembakar minyak bumi ke mesin hidrogen. Mesin hidrogen ini membakar hidrogen cair untuk menggerakkan piston dan menghasilkan tenaga. Hidrogen memberikan energi tinggi tanpa menghasilkan gas buang yang berbahaya.
Namun, ada beberapa batasan pada mesin hidrogen pembakaran yang membuatnya tidak praktis. Untuk menyimpan bahan bakar yang cukup agar berguna, hidrogen harus disimpan dalam bentuk cair, yang memerlukan pendinginan hingga suhu yang sangat rendah. Temperatur serendah ini akan menyebabkan ketegangan dan keretakan, tidak hanya pada tangki bahan bakar, tetapi juga pada struktur di sekitarnya. Mengisolasi dan memperkuat kendaraan untuk menahan suhu ini meningkatkan biaya produksi ke tingkat yang mahal.
Sebuah alternatif untuk model ini adalah model sel bahan bakar. Hidrogen dan oksigen bercampur di dalam sel bahan bakar, bergabung membentuk air. Reaksi kimia ini juga melepaskan listrik, yang dapat disimpan dan digunakan untuk menyalakan mesin. Air adalah satu-satunya knalpot yang dihasilkan oleh mesin ini, menjadikannya pilihan yang baik untuk mengurangi polusi udara.
Di dalam sel bahan bakar, gas hidrogen terkompresi melewati katalis berlapis platinum, di mana elektron ditarik, menghasilkan listrik dan menciptakan ion hidrogen positif. Oksigen disuntikkan ke dalam sel melalui ikatan katoda dengan ion, menghasilkan air. Air ini kemudian bisa dikeluarkan sebagai knalpot. Energi yang dihasilkan oleh sel bahan bakar tunggal tidak akan cukup untuk menggerakkan kendaraan, tetapi serangkaian sel dapat dihubungkan untuk menyediakan energi yang cukup.
Ada juga batasan untuk mesin hidrogen sel bahan bakar. Mereka sangat rapuh dan mungkin tidak cukup kokoh untuk bertahan digunakan di dalam kendaraan. Mereka menggunakan komponen mahal dan logam mulia seperti platinum dalam konstruksi mereka, menaikkan biaya produksi.
Sel bahan bakar juga rentan terhadap pembekuan, terutama sebelum dinyalakan. Setelah mesin hidrogen berjalan, panas yang cukup dihasilkan oleh proses kimia untuk menjaga sel agar tidak membeku. Namun, mereka tidak menghasilkan panas sebanyak mesin pembakaran, dan mesin sel bahan bakar membutuhkan waktu lebih lama untuk pemanasan.