Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır.
Metanol ya da metil alkol (CH3OH ya da kısaca MeOH), en basit yapılı alkoldür. Geçmişte odunun damıtılması ile elde edildiğinden odun alkolü ya da odun ruhu denir. Günümüzde metanol, karbonmonoksit ile hidrojenin yüksek basınç altında yüksek sıcaklıklara maruz bırakılması ile üretilir. Renksiz, uçucu, hafif alkol kokulu, suyla tamamen karışan bir sıvıdır. Metanol, sıklıkla kullanılan iyi bir çözücü ve yakıttır.
Hidrojen teknolojileri, hidrojen ekonomisi ile ilgili teknolojilerdir. Hidrojen elde etme, depolama ve işleme alanlarında yeni yöntemler bulunması ve geliştirilmesi ile ilgilidir. Hidrojen teknolojileri iklim değişikliği'nin önlenmesi ve çeşitli tüketim amaçları ile temiz bir enerji kaynağı yaratması açısından çok önemlidir.
Hidrojen ekonomisi, taşıtların ve elektrik dağıtım şebekesinin dengelenmesi için ihtiyaç duyulan enerjinin, hidrojen (H2) olarak depolandığı, varsayılan bir gelecek ekonomisidir.
Alışıla gelmiş elektrik üretim sistemleri yakıtın içindeki enerjiyi elektriğe dönüştürmek için ilk olarak yanma reaksiyonunu kullanır. Yanma reaksiyonunun verimli bir şekilde gerçekleşmesi için yakıtın ve oksitleyicinin (oksijen) tam olarak karışması gerekir. Bundan sonra elektrik enerjisi üretilene kadar bir dizi ara işlem gereklidir. Her ara işlem enerji kaybına yol açar dolayısıyla verimi düşürür.
Metal hidrür yakıt hücresi, alkali yakıt hücrelerinin bir alt sınıfı olup hâlen araştırma ve geliştirme aşamasındadır. En belirgin özellikleri, hidrojeni hücre içinde kimyasal olarak bağlayıp depolayabilmeleridir.
Çinko-hava pili,, tekrar doldurulamayan piller grubunda olup, çinkonun, havanın oksijeni ile oksidasyonu yoluyla çalışırlar. Yüksek enerji yoğunluğuna sahiptirler ve üretilmeleri ekonomiktir. İşitme cihazlarında ve elektrikli araçlarda kullanılırlar.
Biyolojik yakıt hücresi, mikro-organizmaların katalitik reaksiyonu ile kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir aygıttır.
Tersinir yakıt hücresi, A kimyasalını tüketerek elektrik ve B kimyasalı üreten, sonra da terisinir olarak, B kimyasalını ve elektrik tüketerek A kimyasalını üreten bir yakıt hücresidir.
Doğrudan borhidrür yakıt hücresi, alkali yakıt hücrelerinin bir alt kategorisi olup yakıt olarak sodyum borhidrür kullanır.
Proton değişim membranlı yakıt hücresi, sabit ve portatif kullanım alanlarının yanı sıra taşımacılık sektöründe de kullanımı için geliştirme çalışmaları sürmektedir. Belirgin özellikleri arasında düşük sıcaklık/basınç aralığı ve polimer elektrolit yapay membranı sayılabilir.
Doğrudan etanol yakıt hücresi, proton değişim membranlı yakıt hücrelerinin bir alt kategorisidir. Yakıt (etanol) doğrudan yakıt hücresine beslenir.
Katı oksit yakıt hücresi, yakıttan doğrudan elektrik üreten, elektrokimyasal bir dönüşüm aygıtıdır. KOYH nin elektrolit malzemesi katı oksit veya seramiktir. Seramik yakıt hücreleri, polimer esaslı olanlardan çok daha yüksek sıcaklıklarda çalışırlar.
Klatrat hidratlar (veya gaz klatratlar, gaz hidratlar), su içeren, kristal yapılı katılardır; birbirine hidrojen bağları kurarak "kafes" yapı oluşturmuş su molekülleri içine hapsolmuş küçük apolar moleküllerdir (tipik olarak gaz molekülleri). Bir diğer deyimle, klatrat hidratlar, kafes bileşiklerdir, konak molekül sudur, konuk molekül de tipik olarak bir gazdır. Hapsolmuş molekülün desteği olmaksızın klatrat hidratların kafes yapısı göçer ve buzun kristal yapısı veya sıvı su meydana gelir. Çoğu düşük moleküler ağırlıklı gazlar (O2, H2, N2, CO2, CH4, H2S, Ar, Kr ve Xe) ayrıca bazı hidrokarbonlar ve freonlar uygun basınç ve sıcaklıkta hidratlar oluştururular. Klatrat hidratlar kimyasal bileşik değildirler çünkü hapsolmuş moleküller kafese bağlı değildirler. Klatrat hidratların oluşumu ve bozunumu birinci dereceden bir faz geçişidir, bir kimyasal tepkime değildir. Moleküler düzeyde bunların oluşum ve bozunum mekanizması henüz iyi anlaşılmamıştır. Klatrat hidratlar ilk 1810'da Sir Humphry Davy tarafından belgelenmiştir.
Nükleer yakıt, nükleer enerji elde etmek için kontrollü nükleer füzyon ya da nükleer fisyon yapmak amacıyla kullanılan maddelerdir. Nükleer yakıtlar tüm yakıtlar içinde enerji yoğunluğu en yüksek olanlarıdır.
Toyota Mirai, Toyota tarafından 2015 yılından bu yana üretilen bir hidrojen yakıt hücreli otomobil modelidir. Araç, ticari olarak satılan ilk hidrojen yakıt hücreli otomobillerden biridir. Mirai, 2014 Los Angeles Otomobil Fuarı'nda tanıtılmış olup Nisan 2015'te Japonya'da ve Ekim 2015'te ABD'de satışa sunulmuştur.
Dimetil eter (metoksimetan olarak da bilinir) C2H6O formülüne sahip renksiz, zehirsiz ve yanıcı bir gazdır. Etanolün tek izomeridir. Bir oksijene iki metil grubunun bağlanmasından oluştuğundan, en basit yapılı eter olarak tanımlanmaktadır. Yakıt ve soğutucu olarak kullanılmaktadır.
Kömür gazlaştırma, kömür ve su, hava ve/veya oksijenden, esas olarak karbonmonoksit (CO), hidrojen (H2), karbondioksit (CO2), doğalgaz (CH4) ve su buharından (H2O) oluşan bir karışım olan sentez gazı üretme işlemidir.
Hidrojen yakıtı, oksijenle yakılan sıfır karbonlu bir yakıttır. İçten yanmalı motorlarda ve yakıt hücrelerinde kullanılabilir. Uzun yıllardır yakıt hücreli otobüslerde kullanılmaktadır ve binek otomobiller gibi ticari yakıt hücreli araçlarda da kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca uzay araçlarının çalıştırılmasında da yakıt olarak kullanılmaktadır. 2018 itibarıyla hidrojenin büyük bir bölümü (~%95) buhar reformasyonu ya da kısmi metan oksidaysonu ve kömür gazlaştırma gibi fosil yakıtlardan elde edilir. Geriye kalan bölümü suyun elektrolizi, güneş termokimyası gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elde edilir.
Proton exchange veya polimer elektrolit membran (PEM), genellikle iyonomerlerden yapılmış, protonları iletirken aynı zamanda oksijen ve hidrojen gazı gibi bir elektronik yalıtkan ve reaktan bariyeri görevi görecek şekilde tasarlanmış yarı geçirgen bir membrandır. Bir proton değişim membranın temel işlevi şudur: reaktanların ayrılması ve membran boyunca doğrudan bir elektronik yolu bloke ederken protonların taşınması.
