Топливный элемент — продукт наиболее изощренной технологической мысли, который обеспечит долгосрочный ответ на проблему вредных выбросов в атмосферу и исчерпания нефтяных запасов. Основной принцип топливного элемента заключается в том, что он повторяет школьный лабораторный эксперимент по электролизу, в котором электрический ток, проходящий через воду, разлагает ее на кислород и водород.

В топливном элементе кислород (из воздуха) и водород заполняют противоположные стороны слоя реактива, в котором, с помощью катализатора, они образуют воду и в процессе этой реакции производится электрический ток. Было разработано несколько типов топливных элементов, хотя только один тип, протонно-обменная мембрана (proton exchange membrane — «РЕМ»), работает при довольно низких температурах (порядка 80°С), что делает возможным их применение в транспортных средствах.

Однако в конце 90-х, топливный элемент РЕМ казался очень большим, дорогим и малоэффективным. Провал в надеждах на широкое использование электромобилей привел к массовым исследовательским программам по топливным элементам, потому что топливные элементы оказались единственно достойной альтернативой, имеющей те же самые экологические преимущества.

Очевидным способом преодолеть ограниченный запас хода аккумуляторных электромобилей является использование небольшого двигателя и генератора на автомобиле для подзарядки аккумуляторных батарей во время движения. Исходя из других соображений, этот аргумент может быть оспорен созданием экономичного транспортного средства с низким значением вредных выбросов, использующего электрический двигатель, который получает энергию от приводимого двигателем генератора.

Размер первичного двигателя может быть выбран из необходимости получения средней мощности, требуемой автомобилю, а не максимальной, нужной для ускорения. При этом двигатель может работать в режиме наилучшей экономичности и токсичности выхлопных газов большую часть времени (или выключаться). Дополнительная мощность для разгона забирается от энергетического буфера.

В действительности гибридные автомобили могут быть разделены на два класса: последовательный гибрид, в котором вся энергия переводится в электричество, и параллельный гибрид, в котором первичный двигатель соединяется с ведущими колесами механически через трансмиссию, а поток электроэнергии передается параллельно — что выходит из названия.

Любой тип электрического транспортного средства нуждается в тяговом приводном электродвигателе, наличие его и является, по нашему определению, признаком электрического автомобиля. Когда гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах займут место двигателей внутреннего сгорания, понадобится все больше и больше таких двигателей и их конструкция станет очень важна.

Одна из проблем, но не самая важная, первых электромобилей заключалась в том, что они использовали очень «сырые» электродвигатели с еще более «сырой» системой управления, которые были шумными и имели плохую отдачу. Электрический силовой узел, который приемлем для электрокара, может быть несовместим с легковым автомобилем.

В начале 90-х казалось, что выбор между электромоторами переменного и постоянного тока окончательно сбалансировался. Моторы переменного тока в основном имеют лучшую эффективность, но требуют преобразователя, чтобы преобразовывать ток, получаемый от аккумулятора постоянного тока.

Единственная цель любой аккумуляторной батареи состоит в том, чтобы накапливать электроэнергию и отдавать ее по требованию.
Независимо оттого, практичны электромобили или нет, все транспортные средства нуждаются в некотором устройстве, чтобы хранить энергию. Даже обычный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания нуждается в аккумуляторе для запуска и для включения всех его электрических систем, независимо оттого, производит ли генератор переменного тока достаточно энергии в этот момент.

Гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах скорее всего будут нуждаться в более мощном «энергетическом буфере», или в аккумуляторной батарее или ее альтернативе, для того чтобы обеспечить работу их силовых установок с максимальной эффективностью в течение всего времени. Буфер будет заботиться о пиковых нагрузках, запасая энергию и отдавая ее по требованию. Аккумуляторные батареи будут иметь будущее, независимо от того, как будет развиваться автомобильная техника.

Несколько лет назад большинство людей верили, что «экологически чистый электрический автомобиль», в конечном счете, заменит автомобили с двигателями внутреннего сгорания и таким образом будут решены все наши проблемы, связанные с выбросами отработавших газов и риском исчезновения жидких видов топлива.

Люди, имевшие отношение к автомобилям, представляли себе, что они будут получать энергию от батарей, которые будут перезаряжаться всякий раз, когда разрядятся. Это была простая точка зрения, которая игнорировала один фактор: энергия для перезарядки должна быть получена от конкретной электростанции, и если она сжигает твердое топливо, лучшее из того, что может произойти, — это то, что загрязнение передается от того места, где ездят автомобили, в место, где находится электростанция.

В конце 90-х годов несколькими из всемирно известных, крупных производителей автомобилей были приложены определенные усилия, чтобы организовать автомобильный рынок электрических автомобилей в Калифорнии. Сейчас понятно, что эти усилия потерпели неудачу, частично из-за ограниченного запаса энергии всех аккумуляторов электрических транспортных средств (давайте называть их аккумуляторными электромобилями), но главным образом потому, что сами аккумуляторные батареи оказались очень дорогими в производстве и имели слишком маленький ресурс до необходимости их замены.