O hidrogênio (H2) se combina explosivamente com o oxigênio (O2) para formar água (H2O). A reação é exotérmica, ou seja, libera energia. Hidrogênio e oxigênio têm sido, portanto, usados como combustível de foguete há décadas, não por causa de um benefício para o meio ambiente, mas porque todo o peso do combustível é inflamado. O fato de o processo ser de queima limpa sugeriu a alguns, na década de 1990, que também seria ecologicamente correto expandir seu uso como combustível para automóveis. Embora a ideia tenha sido rapidamente descartada por motivos científicos, a ideia experimentou um renascimento nos últimos anos.
Os defensores do hidrogênio como combustível acreditam que a mudança dos hidrocarbonetos para o hidrogênio é vantajosa para o meio ambiente. Especificamente, eles apregoam a limpeza com que o hidrogênio é queimado, produzindo apenas energia e água. Isso, no entanto, ignora o fim da produção, que é altamente poluente.
Cerca de 95 por cento do hidrogênio produzido atualmente nos Estados Unidos vem do processamento de gás natural, chamado de "reforma do metano a vapor". Embora o processo use gás natural, a produção cria uma grande quantidade de CO2 - o oposto da impressão que defende o hidrogênio combustível dar.
A separação de hidrogênio e oxigênio por hidrólise (usando eletricidade) é muito menos popular do que a reforma do metano a vapor porque é muito ineficiente; apenas cerca de 70 por cento. De acordo com o documentário “Who Killed the Electric Car?” um carro com célula de combustível movido a hidrogênio feito com eletricidade consome três a quatro vezes mais energia do que um carro movido a baterias. Espera-se que essa diferença aumente à medida que a tecnologia da bateria continua a melhorar.
O vazamento de hidrogênio pode ocorrer durante várias etapas de sua produção e uso. A revista Science relatou em junho de 2003 que o vazamento de hidrogênio devido ao uso generalizado de combustível hidrogênio devoraria o ozônio mais rápido do que os CFCs. Os clorofluorocarbonos são proibidos em todo o mundo para evitar a deterioração da camada protetora de ozônio.
Os carros a hidrogênio prejudicam ainda mais o meio ambiente ao desviar a atenção da eficiência muito maior dos carros elétricos. O engenheiro de pesquisa Wally Rippel da AeroVironment apresentou o argumento de que a GM e a Shell estão promovendo células de combustível de hidrogênio como uma forma para distrair o público com uma tecnologia que está muito longe no futuro para prejudicar a demanda atual - e, portanto, age para preservar o status quo. Em contraste, o secretário de Energia dos Estados Unidos e Nobelista Steven Chu pediu o cancelamento de todos os US $ 100 milhões em seu orçamento DoE para pesquisas com células de combustível de hidrogênio.
Duas possibilidades que os pesquisadores estão buscando para salvar o hidrogênio como um combustível ecológico são as seguintes. O Argonne National Lab está estudando a captura de CO2 durante o processo de reforma do metano a vapor. E pesquisadores na Austrália estão trabalhando em uma bomba de hidrogênio residencial movida a energia solar - criando combustível de hidrogênio por hidrólise usando energia fotovoltaica no telhado da própria garagem.