ഹൈഡ്രജൻ ഏറ്റവും ലളിതമായ രാസ മൂലകമാണ് : അതിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിൽ ഒരൊറ്റ പ്രോട്ടോൺ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിന്റെ ആറ്റത്തിന് ഒരു ഇലക്ട്രോൺ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ (എച്ച് 2) തന്മാത്ര രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ചേർന്നതാണ്.
ഡൈഹൈഡ്രജനെ സൂചിപ്പിക്കാൻ ഹൈഡ്രജൻ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

1 കിലോഗ്രാം ഹൈഡ്രജൻ കത്തിക്കുന്നത് 1 കിലോ പെട്രോളിനേക്കാൾ 4 മടങ്ങ് കൂടുതൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുകയും വെള്ളം മാത്രം ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു :

2H2 + O2 -> 2H2O

ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ വളരെ സമൃദ്ധമാണെങ്കിലും അതിന്റെ ശുദ്ധമായ അവസ്ഥയിൽ നിലവിലില്ല. വെള്ളം, ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ തുടങ്ങിയ തന്മാത്രകളിലെ മറ്റ് രാസ ഘടകങ്ങളുമായി ഇത് എല്ലായ്പ്പോഴും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ജീവജാലങ്ങളും (മൃഗങ്ങളോ സസ്യങ്ങളോ) ഹൈഡ്രജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
അതിനാൽ ബയോമാസ് ഹൈഡ്രജന്റെ മറ്റൊരു സാധ്യതയുള്ള ഉറവിടമാണ്.

ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ, ബയോമാസ്, വെള്ളം തുടങ്ങിയ ഈ പ്രാഥമിക സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിന് ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ട് ആവശ്യമാണ്.
കുറഞ്ഞ കാർബൺ ഊർജ്ജത്തിൽ നിന്നും (ന്യൂക്ലിയർ, പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നവ) മത്സര ചെലവിൽ മതിയായ അളവിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജൻ മിക്കവാറും തീർന്നുപോകില്ല.
ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും സംഭരിക്കാനും ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാനും പഠിച്ച സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ് ഹൈഡ്രജൻ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ.

ചെലവ്, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത, പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും ഉള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട് :

ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം :
ജലത്തെ (എച്ച് 2 ഒ) ഹൈഡ്രജൻ (എച്ച് 2), ഓക്സിജൻ (ഒ 2) എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാൻ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് വാട്ടർ ഇലക്ട്രോലിസിസ്. രണ്ട് പ്രധാന തരം വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണമുണ്ട് : ആൽക്കലൈൻ ഇലക്ട്രോലിസിസ്, പ്രോട്ടോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രേൻ (പിഇഎം) ഇലക്ട്രോലിസിസ്. സൗരോർജ്ജം അല്ലെങ്കിൽ കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ്ജം പോലുള്ള പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം നടത്താൻ കഴിയും, ഇത് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ രീതിയായി മാറുന്നു.

മീഥെയ്ൻ നീരാവി പരിഷ്കരണം :
ഹൈഡ്രജനും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും (CO2) ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ സാധാരണയായി പ്രകൃതിവാതകത്തിന്റെ രൂപത്തിൽ മീഥെയ്ൻ (CH4) ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രാസ പ്രക്രിയയാണ് സ്റ്റീം മീഥെയ്ൻ പരിഷ്കരണം. ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ രാസ വ്യവസായത്തിൽ ഈ പ്രക്രിയ സാധാരണയായി വലിയ തോതിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇത് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഇത് ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ രീതിയായി മാറുന്നു.

ബയോമാസ് ഗ്യാസിഫിക്കേഷൻ :
ജൈവവസ്തുക്കളെ സിങ്കകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് ബയോമാസ് ഗ്യാസിഫിക്കേഷൻ, ഇത് പിന്നീട് ഹൈഡ്രജനായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ രീതി കാർഷിക, വനവൽക്കരണ അല്ലെങ്കിൽ നഗര മാലിന്യങ്ങൾ ഒരു ഫീഡ്സ്റ്റോക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അങ്ങനെ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നതും സുസ്ഥിരവുമായ ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള സാധ്യത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

വാട്ടർ പൈറോലിസിസ് :
ജലത്തെ ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനുമായി വിഭജിക്കാൻ താപം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു തെർമോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയയാണ് വാട്ടർ പൈറോലിസിസ്. ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ ഈ രീതി കാര്യക്ഷമമാണെങ്കിലും, ഇതിന് ഉയർന്ന താപനിലയും നിർദ്ദിഷ്ട സാഹചര്യങ്ങളും ആവശ്യമാണ്, ഇത് നടപ്പിലാക്കുന്നത് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കും.

സോളാർ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോലിസിസ് :
സോളാർ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സൂര്യപ്രകാശത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ് സോളാർ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോലിസിസ്. ഈ രീതി സൗരോർജ്ജം പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന വൈദ്യുതി സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, പക്ഷേ സോളാർ സെല്ലുകളുടെ കാര്യക്ഷമതയും അനുബന്ധ ചെലവുകളും കാരണം ഇത് പരിമിതപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.

ശുദ്ധവും വൈവിധ്യമാർന്നതുമായ ഊർജ്ജ വാഹകനെന്ന നിലയിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം ഗവേഷണത്തിന്റെയും വികസനത്തിന്റെയും സജീവ മേഖലയാണ്. ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കുന്നതിനുള്ള നിലവിലെ ചില വഴികൾ ഇതാ :

ഗ്യാസ് കംപ്രഷൻ :
ശക്തിപ്പെടുത്തിയ സിലിണ്ടർ ആകൃതിയിലുള്ള ടാങ്കുകളിൽ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ കംപ്രസ് ചെയ്ത വാതക രൂപത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംഭരിക്കാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള സംഭരണ ടാങ്കുകൾ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തെ നേരിടാൻ സ്റ്റീൽ അല്ലെങ്കിൽ സംയോജിത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഊർജ്ജ നഷ്ടത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.

ദ്രവീകരണം :
ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത സംഭരണത്തിനായി ഹൈഡ്രജൻ തണുപ്പിക്കാനും വളരെ കുറഞ്ഞ താപനിലയിലേക്ക് (-253 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെ) ദ്രവീകരിക്കാനും കഴിയും. ദ്രാവക രൂപത്തിലുള്ള സംഭരണം ഹൈഡ്രജൻ കൈവശമുള്ള അളവ് കുറയ്ക്കുന്നു, പക്ഷേ വിലയേറിയ തണുപ്പിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും ദ്രാവക പ്രക്രിയയിൽ ഗണ്യമായ ഊർജ്ജ നഷ്ടവും ആവശ്യമാണ്.

ഖര വസ്തുക്കളുടെ ആഗിരണം :
സജീവമാക്കിയ കാർബണുകൾ, സിയോലൈറ്റുകൾ, പോറസ് ഓർഗാനിക് ലോഹങ്ങൾ (എംഒഎഫ്) അല്ലെങ്കിൽ ഓർഗാനിക്-അജൈവ ഹൈബ്രിഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ പോലുള്ള സുഷിര ഘടനയുള്ള ഖര വസ്തുക്കളിലേക്ക് ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് ഒരു വലിയ നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്, മിതമായ മർദ്ദത്തിലും അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലും ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം വീണ്ടെടുക്കാൻ കഴിയും, പക്ഷേ ഡിസോർപ്ഷന് ഉയർന്ന മർദ്ദം ആവശ്യമാണ്.

കെമിക്കൽ സ്റ്റോറേജ് :
ഹൈഡ്രജൻ രാസ സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കാൻ കഴിയും, അവ വിഘടിക്കുമ്പോൾ പുറത്തുവിടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രജൻ മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഓർഗാനിക് ഹൈഡ്രൈഡുകൾ പോലുള്ള ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കാൻ കഴിയും. ചൂടാക്കൽ, കാറ്റാലിസിസ് അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് രീതികളിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ പുറത്തുവിടാൻ പ്രേരിപ്പിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, രാസ സംഭരണ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് താപനില, മർദ്ദം, മെറ്റീരിയൽ പുനരുജ്ജീവനം എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ നിർദ്ദിഷ്ട ആവശ്യകതകൾ ഉണ്ടായിരിക്കാം.

ഭൂഗർഭ സംഭരണം :
ഹൈഡ്രജൻ ഭൂമിക്കടിയിൽ ഉപ്പു ജലാശയങ്ങൾ, പ്രകൃതിദത്ത അറകൾ അല്ലെങ്കിൽ പോറസ് റിസർവോയറുകൾ പോലുള്ള അനുയോജ്യമായ ഭൗമശാസ്ത്ര രൂപീകരണങ്ങളിൽ സൂക്ഷിക്കാൻ കഴിയും. ഭൂഗർഭ സംഭരണം ഒരു വലിയ സംഭരണ ശേഷി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, മാത്രമല്ല സുരക്ഷയും ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ അപകടസാധ്യതകളും കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ഇതിന് അനുയോജ്യമായ ജിയോളജിക്കൽ സൈറ്റുകളും സുരക്ഷിതവും വിശ്വസനീയവുമായ സംഭരണ സാങ്കേതികതകളും ആവശ്യമാണ്.

വൈവിധ്യമാർന്ന സവിശേഷതകൾ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് ഉൽപാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ ശുചിത്വം, ഹരിതഗൃഹ വാതക പുറന്തള്ളൽ കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഹൈഡ്രജന്റെ സവിശേഷ സവിശേഷതകൾ കാരണം വിവിധ മേഖലകളിൽ വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്. ഹൈഡ്രജന്റെ സാധ്യതയുള്ള ചില പ്രയോഗങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു :

ശുദ്ധമായ മൊബിലിറ്റി :
ഇന്ധന സെൽ കാറുകൾ, ബസുകൾ, ട്രക്കുകൾ, ട്രെയിനുകൾ തുടങ്ങിയ ഹൈഡ്രജൻ വാഹനങ്ങൾ ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിൻ വാഹനങ്ങൾക്ക് ശുദ്ധമായ ബദൽ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഹൈഡ്രജനും വായുവിൽ നിന്നുള്ള ഓക്സിജനും സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്, ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളായി വെള്ളവും ചൂടും മാത്രം ഉത്പാദിപ്പിച്ച്, വായു മലിനീകരണത്തിന്റെയും ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളുടെയും പുറന്തള്ളൽ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ അവർ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ഊർജ്ജ സംഭരണം :
സൗരോർജ്ജം, കാറ്റിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ്ജം തുടങ്ങിയ ഇടയ്ക്കിടെ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന സ്രോതസ്സുകൾ ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഊർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടെ വലിയ തോതിലുള്ള ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനുള്ള മാർഗ്ഗമായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. അധിക വൈദ്യുതി ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, തുടർന്ന് പിന്നീട് ഇന്ധനമോ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സോ ആയി ഉപയോഗിക്കാം.

വ്യാവസായിക ഉൽപാദനം :
രാസവളങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിലും മെഥനോൾ, ക്ലോറിനേറ്റഡ് ഹൈഡ്രജൻ, ഹൈഡ്രോകാർബൺ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ രാസവസ്തുക്കളുടെ ഉൽപാദനത്തിലും ഹൈഡ്രജൻ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സ്റ്റീൽ, മറ്റ് ലോഹങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഉൽപാദനത്തിൽ ഒരു റിഡക്ഷൻ ഏജന്റായും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.

വൈദ്യുതി ഉൽപാദനം :
നിശ്ചലവും ചലനാത്മകവുമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ശുദ്ധവും കാര്യക്ഷമവുമായ രീതിയിൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധന സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിക്കാം. വാണിജ്യ, റെസിഡൻഷ്യൽ കെട്ടിടങ്ങളിൽ വൈദ്യുതിയുടെ ബാക്കപ്പ് സ്രോതസ്സായി അല്ലെങ്കിൽ പ്രാഥമിക ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഡിമാൻഡ് കാലയളവിൽ പവർ ഗ്രിഡുകളിലേക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാനും അവ ഉപയോഗിക്കാം.

Cറെസിഡൻഷ്യൽ, കൊമേഴ്സ്യൽ ചൂടാക്കൽ :
പ്രകൃതിവാതകത്തിനോ ഇന്ധന എണ്ണയ്ക്കോ പകരമായി പാർപ്പിട, വാണിജ്യ താപനത്തിനുള്ള ഇന്ധനമായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ ബോയിലറുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, കെട്ടിടങ്ങൾ ചൂടാക്കുന്നതിന് കുറഞ്ഞ കാർബൺ ബദൽ നൽകാൻ കഴിയും.

ബഹിരാകാശ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ :
ബഹിരാകാശ വ്യവസായത്തിൽ, ബഹിരാകാശ വിക്ഷേപണ വാഹനങ്ങളെ നയിക്കാൻ ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ഇന്ധനമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് റോക്കറ്റുകളുടെ മുകൾ ഘട്ടങ്ങളിൽ. ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ശുദ്ധമായ ജ്വലനവും കാരണം ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ പലപ്പോഴും ഒരു പ്രൊപ്പല്ലന്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.