Die grundlgenden Technologien und Begrifflichkeiten der H2-Technologien sind für eine bessere Verständlichkeit hier aufgelistet. Weitere Informationen zu den einzelnen Punkten können über die Links zu externen Webseiten abgerufen werden:
Bei der Elektrolyse wird Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Ein Großteil der Energie ist daraufhin chemisch im Wasserstoff gespeichert, Verluste werden in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Die zwei vorherrschenden Elektrolysetechnik sind die alkalische Elektrolyse und die PEM Elektrolyse.
Bei der alkalischen Elektrolyse werden Elektroden in eine zirkulierende Lösung aus Wasser und Kaliumhydroxid (20--40 Gew.%) eingetaucht. Die beiden Halbzellen sind durch eine ionenleitende Membran (Diaphragma) getrennt. Durch das anlegen von Spannung an den Elektronen entseht Wasserstoff an der Kathode.
Die Proton Austausch Membran Elektrolyse besitzt anstatt der ionenleitenden Membran (siehe Alk. Elektrolyse) eine protonenleitende Membran die beidseitig mit den Elektroden verbunden ist. Zwischen den Elektroden (korrosionsbeständige Edelmetalle) und zugehörigen bipolaren Platten liegt ein fester, hochporöser Polymerelektrolyt. Dieser ermöglicht den Stromfluss von den bipolaren Platten zur Elektrode sowie den Transport von Wasser und den Produktgasen. Aufrgund der Säure sind Metalle wie Iridium nötig. Durch Anlegen einer Spannung entsteht Wasserstoff.
Die Methanisierung wird verwendet, um aus Wasserstoff Methan (CH4) herzustellen. Dazu wird stofflich Kohlenstoff benötigt welcher bei der Methanisierung durch Kohlenstoffdioxid (CO2) bereit gestellt wird. Es wird zwischen der chemischen und der biologischen Methanisierung unterschieden. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas und kann dementsprechend auf die gleiche Weise genutzt werden und dieselbe Infrastruktur nutzen.
Der Haber-Bosch-Prozess findet für die Herstellung von Ammoniak (NH3) Anwendung. Ammoniak ist eine der wichtigsten Chemikalien für die Herstellung von Düngemitteln. Im Haber-Bosch-Prozess reagieren Wasserstoff und Stickstoff unter hohem Druck und hohen Temperaturen zu Ammoniak. Dieser Prozess wird auch heute bereits in dieser Form verwendet, allerdings mit Wasserstoff aus Erdgas.
In der Fischer-Tropsch-Synthese werden aus Synthesegas (CO + H2) Kohlenwasserstoffe erzeugt, welche ähnlich zu fossilem Erdöl sind. Daraus lässen sich dann mit der bestehenden Infrastruktur die selben Produkte wie aus Rohöl herstellen. Die Fischer-Tropsch-Synthese ist ein bekannter Prozess, der allerdings noch nicht im großen Maßstab bzw. der Massenproduktion angekommen ist.
In der Methanol-Synthese wird Methanol aus einem Synthesegas (H2 + CO) gewonnen. Methanol ist ein wichtiger Grundstoff für die Industrie und findet bereits heute große Verwendung. Außerdem kann Methanol durch eine klimaschonende Herstellung viele fossile Rohstoff ersetzen (Methanol-to-Olefines, Methanol-to-Jet, ...). Der benötigte Wasserstoff sollte dabei aus erneuerbaren Quellen mithilfe einer Wasserelektrolyse stammen.