Reakcije vodika
Što se vodik oslobađa prilikom sagorijevanja, ovisi o njegovoj okolini i vrsti izgaranja kroz koje prolazi. Općenito postoje dva načina na koja vodik može sagorjeti: Može se koristiti u nuklearnoj fuziji, u moćnim reakcijama poput takvih kao one koje uzrokuju izgaranje zvijezda ili se može sagorjeti na zemlji uz pomoć atmosfere bogate kisikom. Na zemlji se vodik može nalaziti u mnogo različitih tvari, ali čisti vodik djeluje na određeni način i emitira određene čestice samo kada sagorijeva.
Vodik se smatra najčešćim postojećim kemijskim elementom i odgovoran je za veliku količinu topline koja postoji u svemiru. U nuklearnim reakcijama, posebno onima koje pokreću Sunce i druge zvijezde, vodik se stavlja pod strašan pritisak dok ne oslobađa veliku količinu topline i svjetlosti; zatim se pretvara u druge elemente. Nuklearna reakcija troši atom vodika i spaja ostatke dijelova nekoliko atoma vodika u atom helija. Taj se proces zapravo mijenja ovisno o veličini zvijezde, ali helij je i dalje primarni proizvedeni element. Ostale čestice se također proizvode u manjim količinama, za razliku od pepela koji je ostao od nuklearne fuzije; te se čestice na kraju mogu spojiti i stvoriti neutronsku zvijezdu nakon što nestane sav vodik i helij.
Vodik kao gorivo
Na zemlji vodik uopće ne prolazi kroz proces nuklearne reakcije ukoliko nije prisiljen ući u atomsku bombu. Umjesto toga, atomi sagorijevaju na potpuno drugačiji način, slično onom kako gori ugljikovodična goriva, ali u čistijem obliku. Poput goriva na bazi ugljika, čisti vodik reagira sa zrakom oko sebe da sagori i stvara veliku količinu topline kao energiju. Za razliku od uobičajenih goriva, čisti vodik ne ostavlja za sobom mnogo dodatnih ili onečišćujućih čestica.
Najčešća tvar koja nastaje izgaranjem vodika je voda. Atomi vodika miješaju se s atomima kisika i stvaraju bitnu formulu H20, što rezultira svjetlom ostatak vode koji može izići kao vodena para ili se kondenzirati na površinama u blizini mjesta gdje je vodik spaljena. Naravno, zrak je samo djelomično kisik, a u atmosferi postoje i drugi elementi, ponajviše dušik. Kada vodik sagorije, on također sagorijeva dušik i može ispuštati razne dušikove okside u zrak.
Zagađivači vodika
Dušikovi oksidi su opasne čestice koje mogu pomoći u stvaranju kiselih kiša i sudjelovati u drugim destruktivnim ciklusima. No čisti vodik i dalje se najavljuje kao čisto gorivo, ponajprije zato što je količina oksida koje stvara minimalna u usporedbi s količinom fosilnih goriva, a glavni nusproizvod vodika, voda, bezopasan je. Najteži koraci u iskorištavanju vodika kao goriva jesu pronalazak istog u čistom obliku i učinkovito korištenje energije koju on proizvodi. Mnogi se znanstveni procesi koriste za izdvajanje čistog vodika iz različitih tvari s kojima se on povezao na zemlji.