燃料電池汽車也是電動汽車，只不過“電池”是氫氧混合燃料電池。和普通化學電池相比，燃料電池可以補充燃料，通常是補充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料，但通常是限制在電廠和叉車等工業(yè)領域使用。
和普通電池一樣，燃料電池由陽極、陰極和電解質組成。大部分燃料電池汽車如Mirai或本田的FCX Clarity使用聚合物交換膜燃料電池（PEMFC）。在這一系統(tǒng)中，氫氣受壓通過鉑催化劑，分解成兩個氫離子和兩個電子。這些電子會驅動汽車的電動機，而氫離子會和氧氣結合成水，以蒸汽“廢氣”的形式排出。通過將這些電池堆疊在一起，就能為汽車提供足夠電力。
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