As pilhas de combustível são sistemas electroquímicos que convertem a energia de uma reacção química directamente em energia eléctrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias, mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam fornecidos. Cada pilha consiste num electrólito entre dois eléctrodos (o ânodo e o cátodo).

O combustível é oxidado no ânodo, libertando electrões que se deslocam através de um circuito externo para o cátodo. O circuito é completado através de um fluxo de iões através de um electrólito, separando o combustível e o oxidante. Tipicamente verifica-se uma tensão de saída de 0.7~0.8 V, com potências de saída na ordem dos 100 W. As células são montadas em módulos – stacks – e ligadas electricamente tanto em série como em paralelo para aumentar a tensão e potência de saída. Além do stack, os outros componentes principais são o processador do combustível e o limitador de potência. O processador converte gás natural, metanol, gasolina, biogás num combustível rico em hidrogénio. O electrólito classifica os tipos de pilhas de combustível existentes: PEFC – Polymer Fuel Cell (pilha de polímero), AFC – Alkaline Fuel Cell (pilha alcalina), etc. Tendo cada tipo uma temperatura característica de operação, bem como obviamente um espectro de utilização diferente.

O hidrogénio como combustível do futuro para os veículos tem sido veiculado pelos media e pelos grandes construtores, mas existem vários problemas de ordem técnica, antes de podermos ter esse cenário:

- produção de hidrogénio: os combustíveis fósseis não podem ser a solução e para que as renováveis o sejam, necessitamos de mais investimentos.
- armazenamento do hidrogénio: os - 250º C a que o hidrogénio tem de estar para ser líquido levanta grandes dificuldades no seu armazenamento nos veículos.
- distribuição do hidrogénio: não há bombas de hidrogénio em quantidade suficiente, nem sequer um conceito standard ainda.

Os protótipos de veículos a células de combustível sucedem-se, frotas para empresas públicas e privadas estão já em testes, autocarros circulam já nas cidades europeias, norte-americanas e japonesas. O problema é o combustível inicial!

Recentemente começou-se a tentar usar hidrogénio nos motores de combustão interna – integralmente ou em misturas com gás natural comprimido. As vantagens são: a diminuição das emissões, aumento da vida do motor, não necessitam de aquecimento e são muito mais eficientes – até 25% mais. Por outro lado o facto do hidrogénio poder vir misturado com gás natural deixa a porta aberta para poderem ser utilizadas as bombas de gás (GPL) já existentes. No entanto a questão da obtenção do hidrogénio tem de ser resolvido.