Сутек — ең қарапайым химиялық элемент : оның ядросы бір протоннан тұрады және оның атомында бір ғана электрон болады. Дигидрогеннің (Н2) молекуласы екі сутек атомынан құралған.
Сутегі дигидрогенге сілтеме жасау үшін жиі қолданылады.

1 кг сутегінің жануы 1 кг бензиннен шамамен 4 есе көп энергия бөліп шығарады және тек су ғана шығарады :

2H2 + O2 - > 2H2O

Сутегі Жер бетінде өте мол, бірақ оның таза күйінде жоқ. Ол әрқашан басқа химиялық элементтермен, су, көмірсутек сияқты молекулаларда байланысты. Тірі организмдер (жануар немесе өсімдік) сутектен де құралады.
Сондықтан биомасса сутегінің тағы бір әлеуетті көзі болып табылады.

Көмірсутек, биомасса және су сияқты осы бастапқы ресурстардан сутегін алу энергияны енгізуді талап етеді.
Сутегі бәсекелі құнмен және төмен көміртекті энергиядан (ядролық және жаңартылатын энергия көздерінен) жеткілікті мөлшерде өндірілуі мүмкін болған жағдайда, іс жүзінде сарқылмайтын болуы мүмкін.
Сутегі технологиялары — сутегін өндіру, оны сақтау және оны энергетикалық мақсаттарға түрлендіру үшін зерттелген технологиялардың жиынтығы.

Сутегін өндірудің бірнеше ағымдағы тәсілдері бар, олардың әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен өзіндік артықшылықтары, энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсері жағынан кемшіліктері бар :

Су электролизі :
Су электролизі — суды (Н2О) сутекке (Н2) және оттекке (О2) бөлу үшін электр энергиясын пайдаланатын процесс. Электролиздің негізгі екі түрі бар : сілтілік электролиз және протон алмасу мембранасы (PEM) электролизі. Су электролизі күн немесе жел энергетикасы сияқты жаңартылатын көздерден электр энергиясымен қоректенуі мүмкін, бұл оны сутегі өндірісінің экологиялық таза әдісіне айналдырады.

Метан буын реформалау :
Бу метанын реформалау — метанды (CH4), әдетте табиғи газ түрінде, сутегі мен көмірқышқыл газын (СО2) алу үшін пайдаланатын химиялық процесс. Бұл процесс химия өнеркәсібінде сутек алу үшін кең ауқымда жиі қолданылады. Алайда ол СО2-ні де бөліп шығарады, бұл оны су электролизіне қарағанда сутегі өндірудің экологиялық таза әдісін аз етеді.

Биомассаны газдандыру :
Биомассаны газдандыру - органикалық затты сингасқа айналдыратын процесс, оны кейін сутекке айналдыруға болады. Бұл әдіс ауыл, орман немесе қала қалдықтарын жемшөп шаруашылығы ретінде пайдаланады, осылайша жаңартылатын және тұрақты көздерден сутегін өндіру мүмкіндігін ұсынады.

Су пиролизі :
Су пиролизі — сутек пен оттекке суды бөлу үшін жылуды пайдаланатын термохимиялық процесс. Бұл әдіс энергия тиімділігі тұрғысынан тиімді болуы мүмкін болғанымен, ол жоғары температураны және нақты жағдайларды талап етеді, бұл оны іске асыруды анағұрлым күрделі ете алады.

Күн фотоэлектролизі :
Күн фотоэлектролизі — күн сәулесін электр энергиясына айналдыру үшін күн жасушаларын пайдаланатын сутек өндіру әдісі, ол кейін су электролизі процесін қоректендіру үшін қолданылады. Бұл әдіс күн энергиясын жаңартылатын электр энергиясының көзі ретінде пайдаланады, бірақ ол күн жасушаларының тиімділігімен және соған байланысты шығындармен шектелуі мүмкін.

Сутегін сақтау - таза және жан-жақты энергия тасымалдаушы ретіндегі әлеуетіне байланысты ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарының белсенді саласы. Мұнда сутегін сақтаудың қазіргі кейбір тәсілдері берілген :

Газдың қысылуы :
Сутегіні күшейтілген цилиндрлік резервуарларда жоғары қысым кезінде сығылған газ тәрізді күйінде сақтауға болады. Жоғары қысымды сақтауға арналған резервуарлар жоғары қысымға төтеп беру үшін болаттан немесе композициялық материалдардан жасалуы мүмкін. Алайда жоғары қысымда сутегіні қысу нақты инфрақұрылымды қажет етеді және энергия шығынына әкелуі мүмкін.

Сұйылту :
Жоғары энергиялы тығыздықты сақтау үшін сутегіні өте төмен температураға (-253°С-тен төмен) салқындатып, сұйытуға болады. Сұйық күйінде сақтау сутек алатын көлемді азайтады, бірақ сұйылту процесі кезінде қымбат тұратын салқындату жабдығын және энергияның елеулі шығынын қажет етеді.

Қатты материалдар бойынша адсорбция :
Сутегіні активтендірілген көміртектер, цеолиттер, кеуекті органикалық металдар (МОФ) немесе органикалық бейорганикалық гибридті материалдар сияқты кеуекті құрылымы бар қатты материалдарға адсорбциялауға болады. Бұл материалдардың беткі ауданы үлкен және қоршаған ортаның орташа қысымы мен температурасы кезінде сутегіні адсорбциялауға болады. Алайда сутегі адсорбциясы қайтымды болуы мүмкін, бірақ десорбция үшін жоғары қысымды қажет етеді.

Химиялық заттарды сақтау :
Сутек сынған кезде оны бөліп шығаратын химиялық қосылыстар түрінде сақталуы мүмкін. Мысалы, сутегіні металл гидридтері немесе органикалық гидридтер сияқты органикалық қосылыстар түрінде сақтауға болады. Сутегінің бөлінуі қыздыру, катализ немесе басқа әдістермен іске қосылуы мүмкін. Алайда химиялық сақтау жүйелерінде температура, қысым, материалды регенерациялау тұрғысынан нақты талаптар болуы мүмкін.

Жер асты сақтау орны :
Сутегіні жер астында тұзды сулы горизонттар, табиғи қуыстар немесе кеуекті су қоймалары сияқты қолайлы геологиялық түзілімдерде сақтауға болады. Жер асты сақтау үлкен сақтау қуатын ұсынады және қауіпсіздік пен инфрақұрылым тәуекелдерін төмендетуге мүмкіндік береді. Алайда бұл үшiн қолайлы геологиялық объектiлер мен сақтаудың қауiпсiз және сенiмдi әдiстемелерi қажет.

Сутегі өзінің бірегей сипаттамаларына, оның ішінде жаңартылатын энергия көздерінен өндірілген кездегі оның жан-жақтылығына, тазалығына, сондай-ақ парниктік газдар шығарындыларын азайту әлеуетіне байланысты әртүрлі секторларда әлеуетті қосымшалардың кең ауқымына ие. Сутегінің кейбір әлеуетті қосымшаларына мыналар жатады :

Таза қозғалғыштығы :
Отын клеткалы автомобильдер, автобустар, жүк көліктері, пойыздар сияқты сутегі көліктері іштен жану қозғалтқышының көліктеріне таза балама ұсынады. Олар сутегіні ауадан оттегімен біріктіру арқылы электр энергиясын өндіреді, жанама өнім ретінде тек су мен жылуды ғана өндіреді, ауаны ластайтын заттар мен парниктік газдардың шығарындыларын азайта түседі.

Энергияны сақтау :
Сутегі энергияны ауқымды сақтау құралы ретінде, оның ішінде күн және жел энергетикасы сияқты үзік-үзік жаңартылатын көздер өндіретін энергияны сақтау үшін пайдаланылуы мүмкін. Артық электр энергиясы суды электролиздеу жолымен сутегін өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін, содан кейін отын немесе энергия көзі ретінде кейіннен пайдалану үшін сақталады.

Өнеркәсiп өндiрiсi :
Сутегі химия өнеркәсібінде аммиак өндіруде, тыңайтқыштар жасауда, сондай-ақ метанол, хлорланған сутегі, көмірсутектерді қоса алғанда, әр түрлі химиялық заттарды өндіруде кеңінен қолданылады. Сондай-ақ болат және басқа да металдарды өндіруде төмендеткіш агент ретінде қолданылуы мүмкін.

Электр энергиясын өндіру :
Сутегі отынының жасушалары стационарлық және жылжымалы қосымшалар үшін электр энергиясын таза және тиімді түрде өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Олар коммерциялық және тұрғын үйлерде электр энергиясының резервтік көзі ретінде немесе бастапқы қуат көзі ретінде пайдаланылады. Олар сондай-ақ сұраныстың ең жоғары кезеңiнде электр желiлерiне электр энергиясын жеткiзу үшiн пайдаланылуы мүмкiн.

CТұрғын және коммерциялық жылыту :
Сутегі табиғи газды немесе мазуттарды алмастыра отырып, тұрғын және тауарлық жылыту үшін отын ретінде пайдаланылуы мүмкін. Сутегі қазандықтары әзірленуде және ғимараттарды жылыту үшін төмен көміртекті балама ұсына алады.

Бос орын қолданбалары :
Ғарыш саласында, әсіресе, зымырандардың жоғарғы сатыларында ғарыштық зымыран тасығыштарды пропеллерлік ету үшін отын ретінде сутегі пайдаланылады. Сұйық сутек энергия тығыздығының жоғары болуына және таза жануына байланысты винт ретінде жиі қолданылады.