ሃይድሮጅን በጣም ቀላል ኬሚካዊ ንጥረ ነገር ነው። ኑክሊየስ በአንድ ፕሮቶን የተሰራ ሲሆን አተሙ አንድ ኤሌክትሮን ብቻ አለው። የዲሃይድሮጂን ሞለኪውል (H2) በሁለት የሃይድሮጅን አተሞች የተዋቀረ ነው።
ሃይድሮጅን በተለምዶ ዲሃይድሮጂንን ለማመልከት ያገለግላል።

1 ኪሎ ሃይድሮጅን ማቃጠል ከ1 ኪሎ ቤንዚን 4 እጥፍ የሚበልጥ ኃይል ያመነጫል እንዲሁም ውሃ ብቻ ያመርታል

2H2 + O2 -> 2H2O

ሃይድሮጂን በምድር ላይ በብዛት የሚገኝ ቢሆንም በንጹህ ነቱ ውስጥ ግን የለም። እንደ ውኃና ሃይድሮካርቦኖች ባሉ ሞለኪውሎች ውስጥ ከሚገኙ ሌሎች ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ጋር ምንጊዜም የተሳሰረ ነው። ህያው የሆኑ ሕያዋን ፍጥረታት (እንስሳ ወይም እፅዋት) ከሃይድሮጅንም የተዋቀሩ ናቸው።
በመሆኑም ባዮማስ ሌላው የሃይድሮጅን ምንጭ ነው።

እንደ ሃይድሮካርቦን፣ ባዮማስና ውኃ ካሉት ከእነዚህ ዋና ዋና ምንጮች ሃይድሮጂንን ማውጣት የኃይል ምንጭ ያስፈልጋል።
ሃይድሮጅን በፉክክር ዋጋና በአነስተኛ የካርቦን ኃይል (ኑክሌርና በአዲስ የሚታደሱ ንጥረ ነገሮች) በቂ መጠን ያለው ምርት ማግኘት ከቻለ ጊዜ የማይጠፋ ሊሆን ይችላል።
የሃይድሮጂን ቴክኖሎጂዎች ሃይድሮጂንን ለማመንጨት፣ ለማከማቸትና ለኃይል ዓላማ ለመለወጥ ጥናት የሚካሄድባቸው ቴክኖሎጂዎች ናቸው።

ከወጪ፣ ከኃይል ብቃት፣ ከአካባቢ ተፅዕኖ አንፃር እያንዳንዳቸው የራሳቸው ጥቅሞች እና ጉዳቶች ያሏቸው ሃይድሮጅን ለማመንጨት የሚያስችሉ በርካታ ወቅታዊ መንገዶች አሉ።

የውሃ ኤሌክትሮሊሲስ
የውሃ ኤሌክትሮሊሲስ ውሃን (H2O) ወደ ሃይድሮጅን (H2) እና ኦክሲጅን (ኦ2) ለመስበር ኤሌክትሪክን የሚጠቀም ሂደት ነው. ኤሌክትሮላይሲስ ሁለት ዋና ዋና አይነቶች አሉ- አልካላይን ኤሌክትሮላይሲስ እና proton መለዋወጫ ሽፋን (PEM) electrolysis. የውሃ ኤሌክትሮላይሲስ እንደ ፀሐይ ወይም ንፋስ ኃይል ካሉ ታዳሽ ምንጮች በኤሌክትሪክ ኃይል ሊሰራ ይችላል. ይህም ለአካባቢ ተስማሚ የሆነ የሃይድሮጅን ምርት ዘዴ ያደርገዋል.

ሜቴን የእንፋሎት ተሃድሶ
የእንፋሎት ሜቴን ማሻሻያ ሜቴን (CH4) የሚጠቀም ኬሚካል ሂደት ነው. አብዛኛውን ጊዜ በተፈጥሮ ጋዝ መልክ, ሃይድሮጅን እና ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) ለማመንጨት. ይህ ሂደት በተለምዶ በኬሚካል ኢንዱስትሪ ውስጥ ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጅን ለማመንጨት ጥቅም ላይ ይውላል. ይሁን እንጂ ከውኃ ኤሌክትሮላይሲስ ጋር ሲነፃፀር በአካባቢ ላይ ጉዳት የማያስከትለው የሃይድሮጅን ምርት ዘዴ CO2ንም ያመነጫል።

Biomass gasification
ባዮማስ ጋዝ (Biomass gasification) ኦርጋኒክ ቁስ አካልን ወደ ሲንጋስ የሚቀይር ሂደት ነው. ከዚያም ወደ ሃይድሮጅን ሊቀየር ይችላል. ይህ ዘዴ የእርሻ፣ የደን ወይም የከተማ ቆሻሻን እንደ መገልገያ ነት በመጠቀም ከታደሱና ዘላቂ ከሆኑት ምንጮች ሃይድሮጅን ማምረት ይቻላል።

የውሃ pyrolysis
የውሃ ፒሮሊሲስ ሙቀትን በመጠቀም ውኃን ወደ ሃይድሮጅንና ኦክስጅን ለመስበር የሚያስችል የቴርሞኬሚካል ሂደት ነው። ይህ ዘዴ ከኃይል ብቃት አንፃር ውጤታማ ሊሆን ቢችልም ከፍተኛ ሙቀት እና የተወሰኑ ሁኔታዎችን ይጠይቃል, ይህም ተግባራዊ ለማድረግ ይበልጥ ውስብስብ ያደርገዋል.

የፀሐይ የፎቶኤሌክትሮሊሲስ
የፀሐይ ፎቶኤሌክትሮላይሲስ የፀሐይ ብርሃንን ወደ ኤሌክትሪክነት ለመለወጥ በፀሐይ ሴሎች የሚጠቀም ሃይድሮጅንን የማመንጨት ዘዴ ነው። ከዚያም የውሃ ኤሌክትሮላይሲስ ሂደትን ለማመንጨት ያገለግላል። ይህ ዘዴ የፀሐይ ኃይልን እንደ ታዳሽ የኤሌክትሪክ ምንጭ አድርጎ የሚጠቀም ቢሆንም በፀሐይ ሴሎች ቅልጥፍናና ከዚህ ጋር ተያይዞ በሚወጣ ወጪ ሊገደብ ይችላል።

የሃይድሮጂን ክምችት ንጹህ እና ሁለገብ ኃይል ተሸካሚ እንደመሆኑ መጠን በምርምር እና በእድገት ላይ ንቁ መስክ ነው. በአሁኑ ጊዜ ሃይድሮጂንን ማስቀመጥ ከሚቻልባቸው መንገዶች መካከል አንዳንዶቹ የሚከተሉት ናቸው፦

ጋዝ ውህድ
ሃይድሮጂን በተጠናከረ የሲሊንደር ታንኮች ውስጥ ከፍተኛ ግፊት በሚጨመርበት ጊዜ በጋዝ መልክ ሊቀመጥ ይችላል። ከፍተኛ-ግፊት ማከማቻ ማጠራቀሚያዎች ከፍተኛ ግፊት ለመቋቋም ከብረት ወይም ጥምር ቁሳቁሶች ሊሰሩ ይችላሉ. ይሁን እንጂ ከፍተኛ ጫና በሚኖርበት ጊዜ ሃይድሮጂንን መጨመር የተወሰነ የመሠረተ ልማት መዋቅር የሚጠይቅ ከመሆኑም በላይ የኃይል ማመንጫ ኪሳራ ሊያስከትል ይችላል።

Liquefaction
ሃይድሮጅን በጣም ዝቅተኛ ሙቀት (ከ -253 ዲግሪ ሴልሲየስ በታች) ለከፍተኛ የኃይል ክምችት ማከማቻ ሊቀዘቅዝ እና ሊቀዘቅዝ ይችላል. በፈሳሽ መልክ ማስቀመጥ በሃይድሮጅን የተያዘውን መጠን ይቀንሳል, ነገር ግን ከፍተኛ ወጪ የማቀዝቀዣ መሣሪያዎች እና በፈሳሽ ሂደት ወቅት ከፍተኛ የኃይል ኪሳራ ይጠይቃል.

በጠንካራ ቁሳቁሶች ላይ Adsorption
ሃይድሮጅን እንደ አንቀሳቅሷል ካርቦን, zeolites, porous ኦርጋኒክ ማዕድናት (MOFs), ወይም ኦርጋኒክ-ኢንኦርጋኒክ ውሂብ ቁሳቁሶች ጋር በጠንካራ ቁሳቁሶች ላይ adsorbed ሊሆን ይችላል. እነዚህ ቁሳቁሶች ለየት ያለ ቦታ ያላቸው ከመሆኑም በላይ መጠነኛ በሆነ ግፊትና በከባቢ አየር ሙቀት ወቅት ሃይድሮጅንን ሊያስጨንቁ ይችላሉ። ይሁን እንጂ ሃይድሮጂን አዶሶርፕሽን ሊመለስ ቢችልም ለመደምደም ከፍተኛ ግፊት ይጠይቃል።

የኬሚካል ማስቀመጫ
ሃይድሮጅን በሚፈርስበት ጊዜ በሚለቀቁ ኬሚካላዊ ውህዶች መልክ ሊቀመጥ ይችላል። ለምሳሌ ሃይድሮጅን በብረታ ብረት hydrides ወይም እንደ ኦርጋኒክ hydrides ባሉ ኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ ሊቀመጥ ይችላል. የሃይድሮጅን መለቀቅ በማሞቂያ፣ በካታሊሲስ ወይም በሌሎች ዘዴዎች ሊቀሰቀስ ይችላል። ይሁን እንጂ ኬሚካላዊ የማከማቻ መሣሪያዎች ከሙቀት፣ ከግፊትና ከቁሳዊ ዕድገት ጋር በተያያዘ የተወሰኑ ብቃቶች ሊኖሩ ይችላሉ።

የመሬት ውስጥ ማከማቻ
ሃይድሮጂን እንደ ሳላይን አኩይፈር፣ የተፈጥሮ ጉድጓዶች ወይም የቆላ ማቆያ ዎች ባሉ ተስማሚ ጂኦሎጂያዊ ፈጠራዎች ውስጥ ከመሬት በታች ሊቀመጥ ይችላል። ከመሬት በታች ያለው ማስቀመጫ ከፍተኛ የማከማቸት አቅም ያለው ከመሆኑም በላይ የደኅንነትና የመሠረተ ልማት አደጋዎችን ሊቀንስ ይችላል። ይሁን እንጂ ይህ ተስማሚ የሆኑ ጂኦሎጂያዊ ቦታዎችንእንዲሁም አስተማማኝና አስተማማኝ የሆኑ የማከማቻ ዘዴዎችን ይጠይቃል።

ሃይድሮጂን በልዩ ልዩ ባህሪያቱ ምክንያት በተለያዩ ዘርፎች ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ። ከእነዚህም መካከል ሁለገብነቱ፣ ከታዳሽ የኃይል ምንጮች በሚመረተው ጊዜ ንጽሕናው እንዲሁም የግሪንሀውስ ጋዞችን የመቀነስ አቅሙ ይገኙበታል። ሃይድሮጂን ሊተገበረባቸው ከሚችሉት ነገሮች መካከል የሚከተሉት ይገኙበታል -

ንጹህ እንቅስቃሴ
እንደ ነዳጅ ሴል መኪናዎች፣ አውቶቡሶች፣ የጭነት መኪናዎችና ባቡሮች ያሉ የሃይድሮጅን ተሽከርካሪዎች ለውስጥ የማቃጠያ ሞተር ተሽከርካሪዎች ንጹሕ አማራጭ ይሰጣሉ። ሃይድሮጂንን ከአየር ውስጥ ከሚገኘው ኦክስጅን ጋር በማዋሃድ የኤሌክትሪክ ኃይል ያመነጫሉ፤ ይህም ውኃንና ሙቀትን ብቻ የሚያመነጩ ሲሆን ይህም የአየር ብክለት ና ግሪንሃውስ ጋዞችን የሚያመነጩበትን መጠን ይቀንሳል።

የኃይል ማከማቻ
ሃይድሮጅን እንደ ፀሐይና ነፋስ ባሉ ለረጅም ጊዜ የሚታደሱ ምንጮች የሚመረተውን ኃይል ማከማቸትን ጨምሮ መጠነ ሰፊ የኃይል ማጠራቀሚያ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። በውሃ ኤሌክትሮላይሲስ አማካኝነት ሃይድሮጅንን ለማመንጨት ከመጠን ያለፈ የኤሌክትሪክ ኃይል መጠቀም ይቻላል፤ ከዚያም በኋላ ለነዳጅ ወይም ለኃይል ምንጭነት ሊያገለግል ይችላል።

የኢንዱስትሪ ምርት
ሃይድሮጅን በኬሚካል ኢንዱስትሪ ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ የሚውለው አሞኒያ ለማምረት ነው። በማዳበሪያ ዎች ለማምረት፣ እንዲሁም ሜቴኖልን፣ ክሎሪንድ ሃይድሮጅንን እና ሃይድሮካርቦንን ጨምሮ የተለያዩ ኬሚካሎችን ለማምረት ያገለግላል። በተጨማሪም አረብ ብረትና ሌሎች ማዕድናት በሚመረቱበት ጊዜ ለመቀነስ ሊያገለግል ይችላል።

የኤሌክትሪክ ምርት
የሃይድሮጅን ነዳጅ ሴሎች በንፁህ እና ውጤታማ በሆነ መንገድ ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ, ለሁለቱም እና ለተንቀሳቃሽ መተግበሪያዎች. ለንግድ እና ለመኖሪያ ሕንፃዎች እንደ የድጋፍ የኤሌክትሪክ ምንጭ ወይም እንደ ዋነኛ የኃይል ምንጭ ያገለግላሉ. በተጨማሪም ከፍተኛ ተፈላጊነት በሚያገኙበት ጊዜ የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት ሊያገለግሉ ይችላሉ።

Cየመኖሪያ እና የንግድ ማሞቂያ
ሃይድሮጅን ለመኖሪያ እና ለንግድ ማሞቂያ እንደ ነዳጅ ሊያገለግል ይችላል, የተፈጥሮ ጋዝ ወይም የነዳጅ ዘይት መተካት. የሃይድሮጂን ማሞቂያዎች በመሥራት ላይ ሲሆኑ ለማሞቂያ ሕንፃዎች አነስተኛ የካርቦን አማራጭ ሊሰጡ ይችላሉ።

የህዋ መተግበሪያዎች
በህዋ ኢንዱስትሪ ውስጥ ሃይድሮጅን ለጠፈር ተከላካዮች በተለይም በሮኬቶች የላይኛው ደረጃ ላይ ተሽከርካሪዎችን ለማንቀሳቀስ እንደ ነዳጅ ይጠቀማል. ፈሳሽ የሆነው ሃይድሮጅን ከፍተኛ የኃይል መጠንና ንጹሕ የሆነ የቃጠሎ መጠን ያለው በመሆኑ ብዙውን ጊዜ ለፕሮፔላንትነት ያገለግላል።