Vodík (H2) sa výbušne kombinuje s kyslíkom (O2) a vytvára vodu (H2O). Reakcia je exotermická, inými slovami uvoľňuje energiu. Vodík a kyslík sa preto ako palivo pre rakety používajú už celé desaťročia, a to nie z dôvodu ochrany životného prostredia, ale preto, že sa zapáli celá hmotnosť paliva. Už v 90. rokoch minulého storočia naznačovalo, že proces čistého spaľovania niekomu vyhovuje, že by bolo ekologické rozšíriť jeho použitie aj ako palivo pre automobily. Aj keď bola táto myšlienka z vedeckých dôvodov rýchlo vylúčená, v posledných rokoch došlo k jej znovuzrodeniu.
Navrhovatelia vodíka ako paliva sa domnievajú, že prechod z uhľovodíkov na vodíkové palivo je pre životné prostredie výhodný. Konkrétne hovoria o čistote, pri ktorej horí vodík, a produkujú iba energiu a vodu. Toto však ignoruje koniec výroby, ktorý je vysoko znečisťujúci.
Asi 95 percent vodíka, ktorý sa v súčasnosti vyrába v Spojených štátoch, pochádza zo spracovania zemného plynu nazývaného „reformovanie parného metánu“. Aj keď sa v tomto procese využíva zemný plyn, pri jeho výrobe sa vytvára veľké množstvo CO2 - čo je opak toho, čo tvrdia zástancovia vodíkového paliva dať.
Oddelenie vodíka a kyslíka hydrolýzou (pomocou elektriny) je oveľa menej populárne ako parné metánové reformovanie, pretože je také neúčinné; iba asi 70 percent. Podľa dokumentu „Kto zabil elektromobil?“ auto na palivové články poháňané vodíkom vyrobené z elektriny spotrebuje trikrát až štyrikrát viac energie ako auto poháňané batériami. Očakáva sa, že sa tento rozdiel bude zväčšovať, pretože technológia batérií sa bude neustále zlepšovať.
K úniku vodíka môže dôjsť počas mnohých krokov jeho výroby a používania. Vedecký časopis uviedol v júni 2003, že únik vodíka z rozsiahleho používania vodíkového paliva by pohltil ozón rýchlejšie ako CFC. Chlórfluórované uhľovodíky sú celosvetovo zakázané, aby sa zabránilo zhoršeniu ochrannej ozónovej vrstvy.
Vodíkové automobily ďalej poškodzujú životné prostredie tým, že odvádzajú pozornosť od oveľa vyššej účinnosti elektromobilov. Výskumný inžinier Wally Rippel z AeroVironment uviedol argument, že GM a Shell presadzujú vodíkové palivové články ako cestu odvrátiť pozornosť verejnosti technológiou, ktorá je v budúcnosti príliš ďaleko na to, aby poškodila súčasný dopyt - a preto slúži na zachovanie stavu quo. Naproti tomu americký minister energetiky a nositeľ nobelovej ceny Steven Chu požadoval zrušenie všetkých 100 miliónov dolárov v jeho rozpočte DoE na výskum vodíkových palivových článkov.
Nasledujú dve možnosti, ktoré výskumníci hľadajú na záchranu vodíka ako ekologického paliva. Národné laboratórium Argonne študuje zachytávanie CO2 počas procesu reformovania parného metánu. A austrálski vedci pracujú na domácom vodíkovom čerpadle poháňanom slnečnou energiou - na výrobu vodíkového paliva hydrolýzou pomocou fotovoltaiky na vlastnej streche garáže.