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हाइड्रोजन (Hydrogen—H₂) एक स्वच्छ ईंधन (Clean Fuel) के रूप में महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसके पूर्ण दहन से मुख्यतः जल (H₂O) बनता है। हाइड्रोजन में कार्बन उपस्थित नहीं होता, इसलिए इसके दहन से ईंधन के कार्बन के कारण कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) या कालिख (Soot) उत्पन्न नहीं होती। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच अभिक्रिया को 2H₂ + O₂ → 2H₂O + ऊर्जा द्वारा दर्शाया जाता है। इस विशेषता के कारण हाइड्रोजन को डीजल, मिट्टी के तेल और कोयले की तुलना में उपयोग के स्थान पर कम प्रदूषण उत्पन्न करने वाला ईंधन माना जाता है।

हाइड्रोजन ईंधन सेल (Hydrogen Fuel Cell) में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की विद्युत-रासायनिक अभिक्रिया (Electrochemical Reaction) द्वारा सीधे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न की जाती है। इस प्रक्रिया में दहन नहीं होता और शुद्ध हाइड्रोजन के उपयोग पर मुख्य उपोत्पाद जल तथा ऊष्मा होते हैं। इसलिए ईंधन सेल से संचालन के दौरान CO₂, सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और कणीय पदार्थ (Particulate Matter) जैसे प्रदूषकों का प्रत्यक्ष उत्सर्जन नहीं होता। हालाँकि, हाइड्रोजन को वायु में उच्च तापमान पर जलाने से नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOₓ) बन सकते हैं, क्योंकि वायु की नाइट्रोजन और ऑक्सीजन उच्च तापमान पर अभिक्रिया कर सकती हैं।

डीजल (Diesel), मिट्टी का तेल (Kerosene) और कोयला (Coal) कार्बनयुक्त जीवाश्म ईंधन हैं। इनके दहन से CO₂ निकलती है, जबकि दहन की परिस्थितियों और ईंधन की संरचना के अनुसार CO, NOₓ, SO₂ तथा सूक्ष्म कणों का उत्सर्जन भी हो सकता है। डीजल इंजन नाइट्रोजन ऑक्साइड और कालिखयुक्त कणों के महत्वपूर्ण स्रोत हैं। मिट्टी के तेल का उपयोग विशेषकर पुराने या अपर्याप्त दक्षता वाले चूल्हों एवं दीपकों में घरेलू वायु प्रदूषण उत्पन्न कर सकता है। कोयले के दहन से CO₂ के अतिरिक्त राख (Fly Ash), सल्फर ऑक्साइड तथा अन्य प्रदूषक निकल सकते हैं। इन उत्सर्जनों का संबंध श्वसन संबंधी बीमारियों, अम्लीय वर्षा और जलवायु परिवर्तन से है।

हाइड्रोजन का समग्र पर्यावरणीय प्रभाव उसके उत्पादन की विधि पर भी निर्भर करता है। प्राकृतिक गैस से स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग (Steam Methane Reforming) या कोयले से हाइड्रोजन उत्पादन करने पर बड़ी मात्रा में CO₂ उत्सर्जित हो सकती है। इसके विपरीत, सौर या पवन जैसी नवीकरणीय ऊर्जा से जल के विद्युत अपघटन (Electrolysis) द्वारा उत्पादित हरित हाइड्रोजन (Green Hydrogen) का जीवन-चक्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन काफी कम हो सकता है। इसलिए हाइड्रोजन का उपयोग कम प्रदूषणकारी हो सकता है, लेकिन इसे हर उत्पादन और उपयोग परिस्थिति में पूर्णतः प्रदूषण-मुक्त नहीं माना जाता।