Die Wasserstofftechnologie umfasst eine Reihe von Anwendungen, die Wasserstoff als Energiequelle nutzen. Wasserstoff kann potenziell anstelle konventioneller fossiler Brennstoffe zum Antrieb von Autos, zum Beheizen von Gebäuden und zur Energieversorgung sowie in neueren Entwicklungen wie der Energiespeicherung eingesetzt werden. Wasserstoffgas ist ein sauber verbrennender Brennstoff, der als Produkte seiner Verbrennung Energie und Wasser erzeugt. Häufiger nutzen Brennstoffzellen jedoch eine chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff zur Stromerzeugung. Wasserstofftechnologien können jede dieser Anwendungen umfassen oder sich auf breitere Bereiche wie Wasserstoffproduktion, -transport und -lieferung beziehen.
Eine Art von Wasserstofftechnologie, die als Brennstoffzelle bezeichnet wird, kann zum Antrieb von Autos, öffentlichen Verkehrsmitteln und Gebäuden verwendet werden. Brennstoffzellen produzieren als Hauptprodukt Strom und als Nebenprodukte Wasser und Sauerstoff. Konventionelle Brennstoffe wie Benzin und Kohle erzeugen Wärmeenergie, die den Kolben eines Motors oder die Turbine eines Kraftwerks antreibt. Brennstoffzellen steigern den Wirkungsgrad, weil sie direkt Strom produzieren und viel weniger Energie durch Wärmeverluste verlieren. Sie reduzieren auch drastisch die Produktion von Schadstoffen wie Kohlendioxid und Feinstaub, die die Luftqualität beeinträchtigen.
Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle enthält grundsätzlich zwei Kammern, eine mit Wasserstoff und eine mit Sauerstoff. Die Kammern sind durch eine Membran geteilt. Die Membran leitet die Elektronen des Wasserstoffs, die sonst die Membran passieren würden, durch einen äußeren Kreislauf ab. Im Falle eines Autos würde dieser Stromkreis zu einem Elektromotor führen, der das Auto mit Strom versorgt. Die Elektronen kehren dann in die andere Kammer zurück und werden schließlich in Wassermolekülen freigesetzt.
Die Wasserstofftechnologie gilt auch als effektive Methode zur Energiespeicherung. Es kann in Kombination mit konventionellen Energiequellen wie Kohle oder neueren Energiealternativen wie Wind- oder Solarenergie verwendet werden. Wasserstoff könnte als Gas gespeichert werden, um die Wind- und Solarstromproduktion auszugleichen, die an ruhigen oder bewölkten Tagen nicht zur Stromerzeugung herangezogen werden kann. Konventionelle Kraftwerke könnten mit Wasserstofftechnologie Strom für Tage speichern, an denen der Strombedarf am höchsten ist.
Aufgrund des Potenzials der Wasserstofftechnologie, Gebäude zu heizen und Häuser sowie Autos zu versorgen, sehen einige die Möglichkeit einer wasserstoffbasierten Energiewirtschaft. Ein solches System würde neuere Transport- und Lagermethoden sowie Tankstellen für Autos erfordern, die Wasserstoff als Energiequelle verwenden. Dies liegt daran, dass Wasserstoff als Gas wahrscheinlich komprimiert oder kondensiert werden muss, um ihn zu speichern oder zu transportieren.