[요약] 에너지를 수소 형태로 저장하고 사용하는 에너지원으로 석유와 석탄의 대체하는 청정에너지원 중 하나 지구상에 풍부한 물은 수소 에너지의 원료가 되며, 수소를 연소시키면 산소와 결합하여 극소량의 질소와 물로 변하므로 공해 물질로 인한 환경오염 염려가 없다. 수소에너지는 무한정한 물 또는 유기물질을 변환하는 등 다양한 방법을 통해 수소를 생산하여 활용하는 기술로, 저장, 응용, 안전대책, 수소생산 등 많은 기술개발이 필요한 분야이자 미래 수소시대에 대비한 신재생에너지로 에너지의 패러다임을 바꿀 수 있겠다. 수소에너지를 이용하는 연료전지의 효율은 전기만 생산할 때 50~60%, 폐열을 재사용할 때에는 80~90%이다. 내연기관의 효율이 20~30%인 것에 비해 매우 높은 수준이다. 에너지원을 얻을 수있는 방법도 여러 가지이다. 수소는 우주 질량의 75%, 우주 분자의 90%를 구성하고 있을 만큼 풍부해, 화석에너지는 물론 풍력∙태양광 같은 신재생에너지와 수전하는 등 다양한 방식을 활용해 생산할 수 있다. 태양광∙풍력 발전으로 생산한 전기에너지는 고정된 에너지저장장치(ESS)에 저장하므로 무거우며 자연적인 에너지 손실이 발생하는 반면, 수소는 수송관이나 탱크를 통해 운반할 수 있다. 일반적으로 수소는 고압 탱크에 압축하여 저장하는데, 영하 263°C로 냉각해 액화시키면 부피가 800분의 1로 줄어 운반과 저장이 용이하다. 수소에너지는 안정성 측면에서도 우수하다. 수소전기차에 사용하는 수소 분자(H₂)는 공기의 14분의 1 정도로 가벼워 1초에 24m를 날아가므로 누출되어도 공기 중으로 재빨리 희석된다. 수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응을 이용해 에너지를 생산하는 설비로 지속적인 에너지 생산이 가능하고, 다양한 규모로 제작할 수 있다. 그러므로 수소를 사용하면 자동차, 발전, 난방 등 모든 부문의 에너지원을 연료전지로 에너지원의 대전환과 통합을 이룰 수 있다.