Vodonik je najjednostavniji hemijski element : njegov jezgro se sastoji od jednog protona i njegov atom ima samo jedan elektron. Molekul dihidrogena (H2) sačinjen je od dva atoma vodonika.
Vodonik se obično koristi za upućivanje na dihidregen.

Sagorevanje 1 kg vodonika oslobađa skoro 4 puta više energije od 1 kg benzina i proizvodi samo vodu :

2H2 + O2 -> 2H2O

Vodonik je veoma obilan na Zemljinoj površini ali ne postoji u njegovom čistom stanju. Uvek je vezana za druge hemijske elemente, u molekulima kao što su voda i ugljovodonici. Živi organizmi (životinja ili biljka) takođe se sastoje od vodonika.
Biomasa je stoga još jedan potencijalni izvor vodonika.

Vađenje vodonika iz ovih primarnih resursa kao što su ugljovodonici, biomasa i voda zahteva unos energije.
Vodonik bi mogao da bude gotovo neiscrpan, pod uslovom da se može proizvoditi u dovoljnim količinama po konkurentnoj ceni i od nisko-ugljenične energije (nuklearne i obnovljive).
Tehnologije vodonika su skup tehnologija proučavanih za proizvodnju vodonika, skladištenje i njegov konverziju u energetske svrhe.

Postoji nekoliko aktuelnih načina za proizvodnju vodonika, svaki sa sopstvenim prednostima i manama u pogledu troškova, energetske efikasnosti, uticaja na životnu sredinu :

Elektroliza vode :
Elektroliza vode je proces koji koristi struju za razbijanje vode (H2O) u vodonik (H2) i kiseonik (O2). Postoje dve glavne vrste elektrolize : alkalna elektroliza i elektroliza razmene protona (PEM). Elektroliza vode može da se napaja električnom energijom iz obnovljivih izvora kao što su solarna energija ili snaga vetra, što je čini ekološki prihvatljivom metodom proizvodnje vodonika.

Reformacija pare metana :
Reformacija parnog metana je hemijski proces koji koristi metan (CH4), obično u obliku prirodnog gasa, za proizvodnju vodonika i ugljen-dioksida (CO2). Ovaj proces se obično koristi u velikom obimu u hemijskoj industriji za proizvodnju vodonika. Međutim, takođe emituje CO2, što ga čini manje ekološki prihvatljivom metodom proizvodnje vodonika u poređenju sa elektrolizom vode.

Gasifikacija biomase :
Gasifikacija biomase je proces koji pretvara organsku materiju u singas, koji se zatim može pretvoriti u vodonik. Ova metoda koristi poljoprivredni, šumarski ili urbani otpad kao hranilicu i tako nudi mogućnost proizvodnje vodonika iz obnovljivih i održivih izvora.

Vodena piroliza :
Vodena piroliza je termohemijski proces koji koristi toplotu za razgradnja vode u vodonik i kiseonik. Iako ovaj metod može da bude efikasan u smislu energetske efikasnosti, zahteva visoke temperature i specifične uslove, što ga može učiniti složenijim za primenu.

Solarna fotoelektroliza :
Solarna fotoelektroliza je metod proizvodnje vodonika koji koristi solarne ćelije za pretvaranje sunčeve svetlosti u električnu energiju, koja se zatim koristi za napajanje procesa elektrolize vode. Ova metoda koristi solarnu energiju kao obnovljivi izvor električne energije, ali se može ograničiti efikasnošću solarnih ćelija i povezanim troškovima.

Skladištenje vodonika je aktivna oblast istraživanja i razvoja zbog svog potencijala kao čistog i svestranog nosača energije. Evo nekih od trenutnih načina za skladištenje vodonika :

Gasna kompresija :
Vodonik se može skladištiti u gasovitim obliku sabijenim pod visokim pritiskom u ojačanim cilindričnim rezervoarima. Rezervoari za skladištenje visokog pritiska mogu biti napravljeni od čelika ili kompozitnih materijala kako bi izdržali visok pritisak. Međutim, sabijanje vodonika pod visokim pritiskom zahteva specifičnu infrastrukturu i može dovesti do energetskih gubitaka.

Liquefaction :
Vodonik se može ohladiti i tečno koristiti na veoma niske temperature (ispod -253 stepena Celzijusa) za skladištenje visoke energetske gustine. Skladištenje u tečnom obliku smanjuje zapreminu koju zauzima vodonik, ali zahteva skupu rashladnu opremu i značajne energetske gubitke tokom procesa likvidacije.

Adsorpci

Lcd

Ćelije u boji su ispunjene štapovima za upravljanje, tečnim kristalima, koji određuju količinu svetlosti koja prolazi. LED televizori su LCD televizori čije je zadnje svetlo upravo promenjeno Čudo finesa LED televizora nije prava promena tehnologije – oni su i dalje LCD televizori – već zamena svetlosnih cevi (koje se zovu CCFL) sitnim belim diodama.

ja na čvrstim materijalima :
Vodonik se može adsorbovati na čvrste materijale sa poroznom strukturom, kao što su aktivirani ugljenik, zeoliti, porozni organski metali (MOF-ovi) ili organsko-neorganski hibridni materijali. Ovi materijali imaju veliku specifičnu površinu i mogu da adsorbuju vodonik pri umerenim pritiscima i ambijentalnim temperaturama. Međutim, adsorpci

Lcd

Ćelije u boji su ispunjene štapovima za upravljanje, tečnim kristalima, koji određuju količinu svetlosti koja prolazi. LED televizori su LCD televizori čije je zadnje svetlo upravo promenjeno Čudo finesa LED televizora nije prava promena tehnologije – oni su i dalje LCD televizori – već zamena svetlosnih cevi (koje se zovu CCFL) sitnim belim diodama.

ja vodonika može biti reverzibilna, ali zahteva visok pritisak za desorpci

Lcd

Ćelije u boji su ispunjene štapovima za upravljanje, tečnim kristalima, koji određuju količinu svetlosti koja prolazi. LED televizori su LCD televizori čije je zadnje svetlo upravo promenjeno Čudo finesa LED televizora nije prava promena tehnologije – oni su i dalje LCD televizori – već zamena svetlosnih cevi (koje se zovu CCFL) sitnim belim diodama.

ju.

Hemijsko skladištenje :
Vodonik se može skladištiti u obliku hemijskih jedinjenja koja ga oslobađaju kada se razbiju. Na primer, vodonik se može skladištiti u obliku metalnih hidrida ili organskih jedinjenja kao što su organski hidridi. Oslobađanje vodonika može biti izazvano grejanjem, katalizom ili drugim metodama. Međutim, hemijski sistemi za skladištenje mogu imati specifične zahteve u smislu temperature, pritiska i regeneracije materijala.

Podzemno skladište :
Vodonik se može skladištiti pod zemljom u odgovarajućim geološkim formacijama kao što su oslone akvifere, prirodne šupljine ili porozni rezervoari. Podzemno skladište nudi veliki skladišni kapacitet i može da smanji bezbednosne i infrastrukturne rizike. Međutim, ovo zahteva odgovarajuća geološka mesta i bezbedne i pouzdane tehnike skladištenja.

Vodonik ima širok spektar potencijalnih primena u raznim sektorima zbog svojih jedinstvenih karakteristika, uključujući njegovu svestranost, čistoću kada se proizvodi iz obnovljivih izvora energije, kao i potencijal za smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte. Neke od potencijalnih primena vodonika uključuju :

Čista pokretljivost :
Vozila na vodonik, kao što su automobili sa gorivom, autobusi, kamioni i vozovi, nude čistu alternativu motornim vozilima sa unutrašnjim sagorevanjem. Oni generišu električnu energiju kombinujući vodonik sa kiseonikom iz vazduha, stvarajući samo vodu i toplotu kao nus-proizvode, smanjujući emisiju zagađivača vazduha i gasova sa efektom staklene bašte.

Skladištenje energije :
Vodonik se može koristiti kao sredstvo za skladištenje energije velikih razmera, uključujući skladištenje energije proizvedene povremenim obnovljivim izvorima kao što su solarna energija i snaga vetra. Višak električne energije može da se koristi za proizvodnju vodonika elektrolizom vode, a zatim se skladišti za kasniju upotrebu kao izvor goriva ili energije.

Industrijska proizvodnja :
Vodonik se široko koristi u hemijskoj industriji za proizvodnju amonijaka, koji se koristi u proizvodnji đubriva, kao i u proizvodnji raznih hemikalija, uključujući metanol, hlorisani vodonik i ugljovodonika. Može se koristiti i kao agens za smanjenje proizvodnje čelika i drugih metala.

Proizvodnja električne energije :
Vodoniиne gorivne жelije mogu da se koriste za proizvodnju struje na иist i efikasan naиin, kako za stacionarne tako i za mobilne aplikacije. Koriste se u komercijalnim i stambenim zgradama kao rezervni izvor električne energije ili kao primarni izvor energije. Takođe se mogu koristiti za snabdevanje električnom energijom električnih mreža tokom perioda najveće potražnje.

CStambeno-poslovno grejanje :
Vodonik se može koristiti kao gorivo za stambeno i komercijalno grejanje, zamenjujući prirodni gas ili gorivo. Razvijaju se kotlovi vodonika i mogli bi da ponude nisko-ugljeničnu alternativu za grejanje zgrada.

Svemirske aplikacije :
U svemirskoj industriji vodonik se koristi kao gorivo za lansiranje svemirskih lansirnih vozila, posebno u gornjim fazama raketa. Tečni vodonik se često koristi kao propeler zbog svoje visoke energetske gustine i čistog sagorevanja.