То, что применимо к ископаемым видам топлива, используемым в топливовоздушных смесях двигателей внутреннего сгорания (ДВС) современных автомобильных колесных транспортных средств (АКТС), в еще большей степени применимо к некоторым технологиям их приводов. На протяжении десятилетий производители автомобилей работали над альтернативами, которые обходятся без ограниченных и токсичных в процессе сжигания топливно-энергетических ресурсов.
Одним из них является топливный элемент (ТЭ) — своего рода гибкий и устойчивый аналог обычного ДВС. Но загрязняющие вредные вещества и мелкая пыль в отработавших газах (ОГ) требуют развития инновационных технологий. В этом контексте физическая и химическая фильтрация является ценным средством борьбы с загрязнениями воздуха и эффективным инструментом против глобального потепления .
Уже находящиеся в опытно-экспериментальной эксплуатации автомобили с силовыми агрегатами на водородном топливе заполняют им свой топливные баки-резервуары всего за 5 мин, а их инновационные ячейки энергоэффективно генерируют электроэнергию, достаточную для движения АКТС с электродвигателем мощностью 110 кВт на дистанции до 800 км. Каждая такая генерирующая электричество из водорода ячейка состоит из анодной и катодной оребренных периферийных пластин снятия электрического тока, между которыми симметрично размещены с каждой стороны по две микропористые пластины со слоями газовой диффузии, а посредине — три слоистые каталитические мембраны со слоями газовой диффузии с протонобменным принципом действия. К 2050 г. прогнозируется эксплуатация 100 млн автомобилей с водородными ТЭ в всем мире, основной недостаток которых — высокая стоимость будет устранен за счет технологического прорыва и массовости производства.
Электромобили и автомобили — АКТС с гибридным приводом на ТЭ, как одна из альтернатив всех категорий электрифицированных автомобилей, как нельзя лучше подходят для дальнемагистральных грузоперевозок из-за высокой плотности энергии, быстрой дозаправки и отсутствия выбросов оксидов углерола, присущих загрязняющим окружающую среду ДВС. Так, например, грузовой автомобиль XCIENT Fuel Cell южнокорейской компании Hyundai на водородных ТЭ при максимальной полной массе 36 т имеет пробег 400 км и может быть заправлен водородом в течение 8–20 мин, что сравнимо с грузовиками с ДВС. Из-за однонаправленного потока мощности и медленной динамики ТЭ они обычно комбинируются с некоторыми другими устройствами накопления энергии, например, литий-ионной батареей, суперконденсатором и литий-ионным конденсатором в электромобиле. Это улучшает мощность и энергоэффективность силовой установки, одновременно снижая капитальные затраты.