Basicamente, uma célula de combustível é um aparelho que produz carga elétrica por reação química. Nesse aspeto parece uma bateria, mas enquanto esta usa químicos no seu interior, a fonte de energia da célula de combustível é externa, usando hidrogénio (guardado no tanque) e oxigénio. Os átomos destes elementos interagem, gerando energia utilizável e calor, e o produto final, em vez de gases de escape, é apenas vapor de água.
As células de combustível têm o dobro ou triplo da eficiência, em termos de aproveitamento energético, de um motor de combustão. Em termos de espaço ocupado num veículo, são mais eficientes a gerar energia que as baterias de iões de lítio, e também são mais rápidas a reabastecer. O uso de certos materiais e a falta de penetração de mercado fazem com que o custo de produção de energia numa célula de combustível seja ainda demasiado caro, mas este custo pode cair a pique com a simples adoção rápida do mercado, o que poderá acontecer em 2020, graças a marcas como a Toyota, Honda, Hyundai e Mercedes.
A célula de combustível foi descrita teoricamente pela primeira vez em 1838. Foi preciso esperar um século, até 1939, para o primeiro exemplo prático funcional, e até 1955 para que empresas energéticas começassem a fazer pesquisa com visto ao uso comercial. Foi apenas em 1991 que uma célula de combustível foi instalada num automóvel.
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