Ջրածնի պարզագույն քիմիական տարրն է. նրա միջուկը բաղկացած է մեկ պրոտոնից, իսկ ատոմն ունի միայն մեկ էլեկտրոն : Դիհիդրոգենի մոլեկուլը (H2) կազմված է երկու ջրածնի ատոմներից։
Ջրածինը սովորաբար օգտագործվում է դիհիդրոգենի համար։

1 կգ ջրածնի այրումը գրեթե 4 անգամ ավելի էներգիա է արձակում, քան 1 կգ բենզինը եւ արտադրում է միայն ջուր.

2H2 + O2 -> 2H2O

Ջրածինը շատ առատ է Երկրի մակերեւույթի վրա, սակայն իր մաքուր վիճակում գոյություն չունի : Այն միշտ կապված է այլ քիմիական տարրերի հետ, այնպիսի մոլեկուլների հետ, ինչպիսիք են ջուրը եւ հիդրոկարբոնատը։ Կենդանի օրգանիզմները (կենդանի կամ բույս) նույնպես կազմված են ջրածինից։
Ուստի կենսազանգվածը ջրածնի մեկ այլ պոտենցիալ աղբյուր է։

Այս հիմնական ռեսուրսներից, օրինակ՝ հիդրոկարբոնատներից, կենսազանգվածից եւ ջրից ջրածին դուրս բերելու համար անհրաժեշտ է էներգիայի ներդրում։
Ջրածինը կարող է գրեթե անսպառ լինել, եթե այն կարող է արտադրվել բավարար քանակությամբ մրցակցային ծախսերով եւ ցածր ածխածնային էներգիայից (միջուկային եւ վերականգնվող պաշարներ)։
Ջրածնային տեխնոլոգիաները այն տեխնոլոգիաների հավաքածուն են, որոնք ուսումնասիրվել են ջրածին արտադրելու, պահելու եւ էներգիայի նպատակով փոխակերպելու համար։

Գոյություն ունեն մի քանի ընթացիկ եղանակներ, որոնք կարող են արտադրել ջրածին, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները ծախսերի, էներգաարդյունավետության, շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության տեսանկյունից.

Ջրի էլեկտրոլիզ.
Ջրի էլեկտրոլիզը պրոցես է, որի ժամանակ էլեկտրական հոսանքը (H2O) ջուրը ճեղքում է ջրածնի (H2) եւ թթվածնի (O2) մեջ։ Գոյություն ունի էլեկտրոլիզի երկու հիմնական տեսակ՝ ալկալիական էլեկտրոլիզը եւ պրոտոն փոխանակության մոմենտը (PEM) էլեկտրոլիզը : Ջրի էլեկտրոլիզը կարող է լիցքավորվել վերականգնվող աղբյուրներից, ինչպիսիք են արեւային կամ քամու էներգիան, ինչի շնորհիվ այն դառնում է ջրածնային արտադրության շրջակա միջավայրի համար բարենպաստ մեթոդ։

Մեթան գոլորշու բարեփոխում.
Գոլորշու մեթանի բարեփոխումը քիմիական գործընթաց է, որի ժամանակ մեթանը (CH4) սովորաբար օգտագործվում է բնական գազի տեսքով, ջրածնի եւ ածխաջրածինների (CO2) ստացման համար։ Այս պրոցեսը սովորաբար մեծ մասշտաբով օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ ջրածին արտադրելու համար։ Սակայն այն նաեւ արտանետում է CO2, ինչի շնորհիվ ջրի էլեկտրոլիզի համեմատությամբ այն դառնում է ջրածնային արտադրության ոչ բարենպաստ եղանակ։

Բիոմասային գազաֆիկացում.
Կենսազանգվածի գազաֆիկացումը պրոցես է, որը օրգանական նյութերը վերածում է սինգաների, որից հետո այն կարող է վերածվել ջրածնի։ Այս մեթոդը օգտագործում է գյուղատնտեսական, անտառային կամ քաղաքային թափոնները որպես կերակրող միջոց, այդպիսով առաջարկելով վերականգնվող եւ կայուն աղբյուրներից ջրածնային արտադրման հնարավորություն :

Ջրային պիրոլիզի.
Ջրի պիրոլիզը ջերմաքիմիական պրոցես է, որի ժամանակ ջուրը քայքայվում է ջրածնի եւ թթվածնի։ Թեեւ այս մեթոդը կարող է արդյունավետ լինել էներգաարդյունավետության տեսանկյունից, սակայն պահանջում է բարձր ջերմաստիճան եւ հատուկ պայմաններ, ինչը կարող է ավելի բարդ դարձնել այն իրագործելու համար :

Արեւային ֆոտոէլեկտրոլիզ.
Արեւային ֆոտոէլեկտրոլիզը ջրածնի ստացման եղանակ է, որն օգտագործում է արեգակնային բջիջները արեւի լույսը էլեկտրականության վերածելու համար։ Այն այնուհետեւ օգտագործվում է ջրի էլեկտրոլիզի պրոցեսը հզորացնելու համար։ Այս մեթոդը օգտագործում է արեւային էներգիան որպես էլեկտրական էներգիայի վերականգնվող աղբյուր, սակայն այն կարող է սահմանափակվել արեգակնային բջիջների արդյունավետությամբ եւ դրա հետ կապված ծախսերով :

Ջրածնային պահեստը հետազոտությունների եւ զարգացման ակտիվ ոլորտ է, քանի որ ունի մաքուր եւ բազմակողմանի էներգիա տեղափոխող իր ներուժը։ Ահա ջրածինը պահելու ընթացիկ եղանակներից մի քանիսը.

Գազային կոմպրես.
Ջրածինը կարելի է պահել գազային տեսքով, որը սեղմված է բարձր ճնշման տակ՝ ամրացված գլանաձեւ լաքերում։ Բարձր ճնշման պահեստարանները կարող են պատրաստվել պողպատից կամ կոմպոզիցիոն նյութերից՝ բարձր ճնշմանը դիմակայելու համար : Սակայն բարձր ճնշման դեպքում ջրածնի սեղմումը պահանջում է որոշակի ենթակառուցվածքներ եւ կարող է հանգեցնել էներգիայի կորուստների :

Լիկվիդ.
Ջրածնին կարելի է սառեցնել եւ հեղուկացնել մինչեւ շատ ցածր ջերմաստիճան (ցածր -253 աստիճան Ցելսիուս)՝ բարձր էներգիաների խտության պահեստավորման համար : Հեղուկ տեսքով պահեստավորումը նվազեցնում է ջրածնով զբաղեցված ծավալը, սակայն պահանջում է թանկարժեք սառեցման սարքավորում եւ զգալի էներգիայի կորուստներ լիկվաֆակցիոն պրոցեսի ընթացքում :

Adsorption պինդ նյութերի վրա.
Ջրածնին կարելի է կպցրել պինդ նյութերի վրա՝ պոռթկուն կառուցվածքով, օրինակ՝ ակտիվացված ածխածին, զեոլիթներ, պոռթկուն օրգանական մետաղներ (ՄՕՖ) կամ օրգանական-անօրգանական հիբրիդային նյութեր։ Այս նյութերը ունեն մեծ որոշակի մակերես եւ կարող են ջրածինը հարբեցնել չափավոր ճնշման եւ շրջակա ջերմաստիճանի պայմաններում։ Սակայն ջրածնային ադսորբումը կարող է հակադարձ լինել, սակայն պահանջում է բարձր ճնշում դեզորբացիայի համար։

Քիմիական պահեստավորում.
Ջրածինը կարելի է պահել քիմիական միացությունների ձեւով, որոնք անջատելիս այն արտազատում են։ Օրինակ՝ ջրածինը կարելի է պահել մետաղական հիդրիդների կամ օրգանական միացությունների տեսքով, օրինակ՝ օրգանական հիդրիդների։ Ջրածնի արտազատումը կարող է պայմանավորված լինել տաքացման, կատալիզման կամ այլ եղանակներով։ Սակայն քիմիական պահեստավորման համակարգերը կարող են ունենալ որոշակի պահանջներ ջերմաստիճանի, ճնշման եւ նյութի վերականգնման տեսանկյունից։

Ստորգետնյա պահեստավորում.
Ջրածինը կարող է պահվել ստորգետնյա պայմաններում համապատասխան երկրաբանական ձեւավորումներում, ինչպիսիք են աղային ակվիֆերները, բնական խոռոչները կամ պեռալային պաշարները : Ստորգետնյա պահեստավորումն առաջարկում է մեծ պահեստավորում եւ կարող է նվազեցնել անվտանգության եւ ենթակառուցվածքների ռիսկերը : Սակայն դրա համար անհրաժեշտ են համապատասխան երկրաբանական վայրեր եւ անվտանգ եւ հուսալի պահեստավորման մեթոդներ։

Ջրածինը տարբեր ոլորտներում ունի պոտենցիալ կիրառման լայն հնարավորություններ, քանի որ այն ունի յուրահատուկ հատկանիշներ, այդ թվում՝ իր բազմազանությունը, մաքրությունը, երբ արտադրվում է վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից, եւ ջերմոցային գազերի արտանետումները նվազեցնելու ներուժը։ Ջրածնային պոտենցիալ կիրառությունների մի մասը ներառում է.

Մաքուր շարժունակություն.
Ջրածնային փոխադրամիջոցները, ինչպիսիք են վառելանյութի բջջային ավտոմեքենաները, ավտոբուսները, բեռնատարները եւ գնացքները, առաջարկում են ներքին այրման շարժիչի մեքենաների մաքուր այլընտրանք : Նրանք էլեկտրականություն են արտադրում՝ միացնելով ջրածինը օդից թթվածնի հետ, առաջացնելով միայն ջուր եւ ջերմություն որպես արտադրանք, նվազեցնելով օդի աղտոտիչների եւ ջերմոցային գազերի արտանետումները։

Էներգախնայողության պահեստավորում.
Ջրածինը կարող է օգտագործվել որպես էներգիայի մեծածավալ պահեստավորման միջոց, այդ թվում՝ անընդհատ վերականգնվող աղբյուրների, ինչպես օրինակ՝ արեւի եւ քամու էներգիայի արտադրած էներգիան պահելու համար։ Էլեկտրական էներգիայի ավելցուկը կարող է օգտագործվել ջրի էլեկտրոլիզի միջոցով ջրածին արտադրելու համար, այնուհետեւ պահվել որպես վառելիք կամ էներգիայի աղբյուր հետագայում օգտագործելու համար։

Արդյունաբերական արտադրություն.
Ջրածինը լայնորեն կիրառվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ՝ ամոնիակի ստացման համար։ Օգտագործվում է պարարտանյութերի արտադրության մեջ։ Տարբեր քիմիական նյութեր են՝ մեթանոլը, քլորացված ջրածինը, հիդրոկարբոնատը։ Պողպատի եւ այլ մետաղների արտադրության մեջ այն կարող է օգտագործվել նաեւ որպես նվազեցնող գործոն։

Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն.
Ջրածնային վառելիքի բջիջները կարող են օգտագործվել մաքուր եւ արդյունավետ եղանակով էլեկտրականություն արտադրելու համար, ինչպես ստացիոնար, այնպես էլ շարժական կիրառման համար : Օգտագործվում են կոմերցիոն եւ բնակելի շենքերում որպես էլեկտրականության պահեստային աղբյուր կամ որպես էլեկտրականության հիմնական աղբյուր։ Դրանք նաեւ կարող են օգտագործվել էլեկտրական հոսանք մատակարարելու համար պահանջարկի առավելագույն ժամանակահատվածում։

CԲնակելի եւ կոմերցիոն ջեռուցում.
Ջրածինը կարող է օգտագործվել որպես վառելիք բնակելի եւ կոմերցիոն ջեռուցման համար՝ փոխարինելով բնական գազին կամ վառելանյութի յուղին։ Մշակվում են ջրածնային եռացուցիչներ եւ կարող են առաջարկել ցածր ածխածնային այլընտրանք ջեռուցման շենքերի համար։

Տիեզերական կիրառություններ.
Տիեզերական արդյունաբերության մեջ ջրածինը օգտագործվում է որպես վառելիք տիեզերական արձակման փոխադրամիջոցներ առաջ մղելու համար, հատկապես հրթիռների վերին փուլերում։ Հեղուկ ջրածինը հաճախ օգտագործվում է որպես պրոպելանտ, քանի որ նրա էներգիայի բարձր խտությունը եւ մաքուր այրումը տեղի է ունենում։