“零排放”是相对传统的排放定义产生的。发动机在燃烧化石能源(汽油、柴油等)时会排放出CO、HC和NOX的有害气体，作为正常燃烧产物的CO2也是一种温室气体，它是全球气候的变暖的原凶之一，全球上亿辆汽车的尾气排放是温室气体排放主要的组成部分。
对于广泛使用的汽油发动机，现在已经找到许多有效降低排放的手段，但发动机燃烧化石能源作功的原理没有改变，因而不可能实现零排放。要实现零排放惟一的途径是使用替代动力。
最早人们把视线集中在电能上，使用电动机驱动的汽车不会有排放问题，而且电动机的特性人们早已经掌握了。这个思路是正确，但单纯的电动汽车在技术上有一个很难突破的难关，就是电能的贮放问题。新型电池虽然在体积和重量上有了减轻，但效能仍然不能满足汽车的要求。而且电池充电的时间太长，这一过程中的能量损失也非常大。研究的另一个分支是使用太阳能电池。
汽车企业在开发零排放汽车时都把他们的目光投向了另一种清洁能源——氢气。氢气有很高的热效能，燃烧之后的惟一产物是水，没有任何污染。同时，氢气可以通过电离水获得，而地球表面存在大量的水，理论上几乎是取之不尽的，这对于日益匮乏的石油资源来讲是非常好的替代燃料。但氢气也有非常明显缺点，它爆燃范围非常宽，5%-95%的浓度都会发生爆燃，因而氢气的储运是一个难点。
早期在如何使用氢气上，汽车厂家出现了两种趋势：以宝马为主要代表的厂家致力于改造现有发动机，使之能适用于燃烧氢气。这种方法好处是不会废弃已经非常成熟的机械式发动机技术，而且实现起来比较容易。但这种方法毕竟要靠燃烧氢气推动活塞作功，因而可靠性难以保证。还有另外一种利用氢气的方式——燃料电池，使用氢气作为燃料的燃料电池称作氢燃料电池(后面简称为燃料电池)。
燃料电池的原理并不复杂，它还是利用了氢气和氧气这个简单的反应。在这个反应中，氢气会失去电子成为离子态，燃料电池通过一种特殊的离子膜当挡住电子，只让离子通过，这时电池中就会形成正、负极，连接上导线就会形成电流。如果把燃料电池连在电动机上，它就可以提供能源驱动电动机。燃料电池的核心技术就是其中的离子膜。
把燃料电池应用在汽车上就是燃料电池汽车。世界上许多大汽车厂商都有燃料电池汽车项目。并且几乎所有的厂家都有一代或几代燃料电池试验车型问世。但除了本田之外，这些车型还都未能商品化。原因是燃料电池汽车在技术上并不过关。这种理论上理想的趋势看似渺茫了吗?不妨让时间来证明。
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