Istället för att bränna bränsle som konventionella motorer, arbetar vätebränsleceller genom en elektrokemisk process. För att producera elektricitet joniseras väteatomer på ena sidan av ett elektrolytmembran. Medan protoner glider igenom måste elektroner ta den långa vägen runt genom en extern krets och skapa en elektrisk ström när de rör sig. När elektronerna når andra sidan och paras ihop med protonerna, kombineras vätet med syre i luften, vilket resulterar i lite värme och vatten som biprodukter.
På grundnivå är processen ganska effektiv. Beroende på typen av vätebränslecell tenderar effektivitetsförhållandet att i genomsnitt uppgå till cirka 60 procent av den totala mängden energi som frigörs av processen ovan. Däremot kan storskaliga vätebränsleceller med smält karbonat eller fast oxid för deras elektrolytmembran använda både värme och elektricitet som produceras för extra effektivitet, så högt som 85 procent. Samtidigt får bärbara bränsleceller som polymerelektrolytmembranen (PEM) som används i bränslecellsbilar allt från 50 procent till 60 procents effektivitet, enligt US Department of Energy.
OK, men hur jämför det sig med en vanlig bil? Otroligt bra. Hur coolt det än är att köra våra bilar på vad som i princip motsvarar kontrollerade explosioner och flytande dinosaurier, förbränningsmotorer är allt annat än effektiva. Utan att räkna tid på tomgång, energiförlust längs drivlinan, luftmotstånd och friktion, förlorar de flesta bensinmotorer cirka 62 procent av sin bränsleenergi bara på grund av slöseri med värme.
Men det finns alltid en hake när du pillar med termodynamik och energieffektivitet. I vätgas fall är det ett produktionsproblem. Väte kan vara det vanligaste grundämnet i universum, men såvida du inte känner för att ta dig till solens yta (ta med en kall drink och skor med tjocka sulor!), kommer du inte att hitta grundämnet någonstans gratis. Vätgas här på jorden är alltid bundet till något, vilket betyder att det måste utvinnas, en process som är dyr, tidskrävande och tar en enorm mängd energi.
För närvarande produceras det mesta av vårt väte genom elektrolys eller genom att ta bort det från naturgas i en process som kallas ångreformering . (Naturgas är också ett fossilt bränsle.) Även om ångreformering är den vanligaste metoden för industriell väteproduktion, kräver den en hel del värme och är väldigt ineffektiv. Väte som produceras genom ångreformering har faktiskt mindre energi än den naturgas som ångreformeringen börjar med. Dessutom, till skillnad från vätebränsleceller, producerar processen föroreningar - så det är faktiskt mer energieffektivt bara att använda själva kolvätena som bränsle.
Det finns dock hopp. Även om vi fortfarande inte har hittat ett hållbart sätt att få väte billigt, går det bättre. Kostnaden för material sjunker, och det finns flera potentiellt enklare sätt att samla in det, som att utnyttja väteproducerande alger och använda metan från soptippar. En vätedriven framtid kan vara i sikte, eller så är det åtminstone en fläck vid horisonten.
