En primer lugar, la densidad del hidrógeno es muy baja. Incluso si el combustible se almacena en forma líquida en botellas criogénicas o botellas de gas comprimido, la energía que se puede almacenar en esos espacios es muy limitada, y los coches de hidrógeno también lo son en comparación con otros coches. Algunas investigaciones han utilizado cristales especiales para almacenar hidrógeno en entornos de mayor densidad que son más seguros.
Otro enfoque consiste en extraer hidrógeno de combustibles tradicionales como el metano, la gasolina y el etanol sin almacenar las moléculas de hidrógeno. Muchos ambientalistas no están interesados en la idea debido a su dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo, se trata de un procedimiento de reestructuración eficaz. Usar gasolina reformulada o etanol para alimentar una celda de combustible es aún más eficiente que usar un motor de combustión interna.
En segundo lugar, construir pilas de combustible fiables para impulsar vehículos de hidrógeno es caro. Los científicos están lidiando con las cuestiones fundamentales de hacer que las pilas de combustible sean lo más baratas posible y lo suficientemente resistentes como para resistir los golpes y vibraciones de los automóviles. Las pilas de combustible están diseñadas en su mayoría para ser frágiles y, por lo tanto, no pueden conservarse en esas condiciones. Además, muchos diseños requieren materiales raros como el platino como aceleradores para funcionar mejor, y los aceleradores pueden contaminar la pureza del hidrógeno y afectar negativamente al suministro de hidrógeno.
El tercer problema es que el hidrógeno se puede utilizar como portador de energía en lugar de como fuente de energía. Tiene que extraerse de combustibles fósiles u otras fuentes de energía, por lo que hay una pérdida de energía (porque la conversión de otras fuentes de energía a hidrógeno y nuevamente a energía no es 100 eficiente). Dado que cualquier fuente de energía tiene desventajas, el cambio al hidrógeno conducirá a decisiones políticas sobre cómo generar esta energía.
Recientemente, un método ha producido con éxito hidrógeno directamente a partir del sol y agua utilizando catalizadores metálicos. Esto podría convertirlo en una forma barata, directa y limpia de convertir la energía solar en hidrógeno.