Figura. Hidrógeno verde

El hidrógeno biológico o biohidrógeno es H₂ obtenido mediante el metabolismo de microorganismos, no por electrólisis industrial ni reformado de combustibles fósiles. Puede considerarse una forma de hidrógeno verde cuando se produce con cultivos sostenidos por luz solar, residuos orgánicos o biomasa renovable. Algunos microorganismos liberan H₂ porque sus enzimas, llamadas hidrogenasas o nitrogenasas, transfieren electrones hacia protones y forman hidrógeno molecular. Esto ocurre en procesos como la fermentación oscura, donde bacterias degradan carbohidratos sin oxígeno, y en rutas fotobiológicas, donde microalgas o cianobacterias usan luz para impulsar reacciones productoras de H₂. El Departamento de Energía de Estados Unidos describe la producción fotobiológica como una ruta temprana de investigación con bajo impacto ambiental potencial. 

Entre los ejemplos prometedores están bacterias fermentativas como Clostridium, bacterias fotosintéticas púrpuras como Rhodobacter sphaeroides, cianobacterias como Synechocystis sp. PCC 6803 y microalgas verdes como Chlamydomonas reinhardtii. La fermentación oscura resulta interesante porque puede aprovechar residuos agroindustriales o aguas residuales ricas en materia orgánica, mientras que las rutas fotobiológicas prometen convertir energía solar y agua o compuestos orgánicos en H₂. NREL ha estudiado en Synechocystis sp. PCC 6803 el ensamblaje de complejos de hidrogenasa relacionados con la fotoproducción de hidrógeno. Estos sistemas son atractivos porque conectan microbiología, tratamiento de residuos, energía limpia y economía circular.

En teoría, este hidrógeno podría alimentar celdas de combustible para mover automóviles, buses o camiones, produciendo electricidad y liberando principalmente agua como producto final. Sin embargo, todavía existen limitaciones importantes: baja productividad, sensibilidad de muchas hidrogenasas al oxígeno, dificultad para iluminar cultivos densos, necesidad de separar y purificar el gas, costos de biorreactores, almacenamiento a presión e infraestructura de suministro. Además, los vehículos de hidrógeno dependen de combustible limpio, tanques seguros, celdas durables y redes de recarga disponibles; la falta de infraestructura sigue siendo una barrera central.