Neben Strom gilt Wasserstoff als Energieträger der Zukunft. Wenn er aus grünem Strom gewonnen wird, ist Wasserstoff nahezu klimaneutral und besitzt ein großes Potenzial für die Umstellung auf CO2-neutrale Antriebe. Zur Zeit ist das Brennstoffzellenauto (FCEV - fuel cell electric vehicle [Wasserstoffauto]) noch ein Nischenprodukt. Die Gründe sind, die Autos sind teuer, das Wasserstofftankstellennetz ist nicht ausreichend und sie sind nur mit Wasserstoff aus regenerativer Energie klimafreundlich.
Eine Brennstoffzelle mit Wasserstofftank erzeugt während der Fahrt durch die Umkehrung der Elektrolyse, bei der Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser reagieren, Wärme und Strom, woduch ein Elektromotor angetrieben wird. Eine kleine Batterie dient als Puffer bzw. Zwischenspeicher und deckt Lastspitzen (z. B. beim Beschleunigen) ab. Außerdem nimmt sie Energie durch Rekuperation (Bewegungsenergie beim Bremsen) auf und speichert sie.
Der Wasserstoff wird entweder gasförmig unter hohem Druck (350 bar oder 700 bar), oder (selten) flüssig bei -253 °C gespeichert. In diesem Aggregatzustand wird eine sehr hohe Energiedichte erreicht. Hierfür sind superisolierte, doppelwandige Tanks erforderlich. Zwischen den beiden Hüllen des Tanks befinden sich in einem Vakuum Isolationsmaterialien, die den Tank kalt halten und Abdampfverluste minimieren. Tankstellen lagern Wasserstoff sowohl gasförmig als auch tiefgekühlt.
Der Tankvorgang wird per Knopfdruck an der Zapfsäule gestartet und dauert etwa drei bis fünf Minuten. Dabei wird eine druck-, gas- und kältedichte Verbindung zwischen Fahrzeug und Zapfpistole hergestellt.