La recherche de sources d'énergie efficaces alternatives aux combustibles fossiles constitue désormais l'axe principal des travaux sur le développement énergétique durable. Le déclin des réserves d'énergies fossiles et la menace du réchauffement climatique imposent que la nouvelle source d'énergie à développer soit à la fois renouvelable et respectueuse de l'environnement. À cet égard, l'hydrogène (H₂) est l'une des sources d'énergie renouvelables et propres les plus prometteuses. Bien que H₂ présente une chaleur de combustion élevée, il est appelé à servir à l'avenir de vecteur énergétique pour alimenter les piles à combustible, plutôt que de combustible destiné à produire de la chaleur par combustion. L'aptitude de l'hydrogène à alimenter les piles à combustible avive l'intérêt porté à de nouvelles sources et à de nouveaux modes de production d'hydrogène.
L'hydrogène est aujourd'hui produit par des technologies de traitement des combustibles qui convertissent différents hydrocarbures en un flux riche en hydrogène. Les principales techniques conventionnelles de production d'hydrogène à partir de combustibles hydrocarbonés – vaporeformage, oxydation partielle et reformage autotherme – se heurtent à plusieurs difficultés : empoisonnement du catalyseur, exigences d'encombrement et de masse, compacité, comportement dynamique (réponse lente) et limites de la production d'hydrogène à partir d'hydrocarbures lourds.
Dans le plasma, les réactions globales de reformage sont en fait les mêmes que dans un reformage conventionnel, à ceci près que l'énergie et les radicaux libres nécessaires à la réaction sont fournis par le plasma lui-même. Le plasma rend le catalyseur inutile dans ces systèmes. Il joue lui-même un rôle catalytique, car des espèces très actives telles que les électrons, les ions et les radicaux sont susceptibles d'accélérer notablement la vitesse de réaction. Les systèmes à plasma s'appliquent à des hydrocarbures variés – gaz naturel, essence, huiles lourdes, biocarburants – ainsi qu'à la biomasse. Le biogaz est considéré comme une nouvelle source d'hydrogène écologique et renouvelable. Il devient une solution de remplacement du méthane (CH₄), qui a été jusqu'ici une source d'hydrogène courante. Le biogaz est un gaz formé lors de la dégradation de la matière organique en l'absence d'oxygène. Il peut être produit à partir de matières premières telles que les déchets verts, les déchets ménagers, les déchets agricoles, les déchets des collectivités, les eaux usées, etc. Le biogaz est un vecteur d'hydrogène comparable au gaz naturel fossile. La forte densité énergétique du plasma rend en outre le système compact, et le pilotage électrique de l'installation permet d'obtenir des temps de réponse courts. D'une manière générale, les plasmas non thermiques, du fait de leurs propriétés hors équilibre, demandent peu de puissance et sont capables d'induire des réactions physiques et chimiques dans les gaz à des températures relativement basses.