گاز هیدروژن از دو جنبه " تأمین و ذخیره انرژی" و " صنعت پتروشیمی و پالایش" حائز اهمیت است. استفاده از گاز هیدروژن به‌عنوان یک حامل انرژی سازگار با محیط‌ زیست مورد توجه قرار گرفته ضمن آنکه هیدروژن در توسعه صنعت پیل‌های سوختی نقش اساسی دارد.

   پیل الکتروشیمیایی (Electrochemical cell) پیلی است که در آن در اثر واکنش شیمیایی، جریان الکتریکی تولید می‌شود یا واکنشی شیمیایی بوسیله انرژی الکتریکی انجام می‌شود.

   سلول خورشیدی ( solar cell یا photoelectric cell) یا سلول فتوولتائیک ( photovoltaic cell)، یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که درصدی از انرژی نور خورشید را، مستقیماً توسط اثر فوتوولتاییک که پدیده‌ای فیزیکی و شیمیایی است، به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

   باتری چشمه ای از است که از تبدیل دیگر انرژی ها به انرژی الکتریکی به وجود می آید و این انرژی در قابل دریافت است.

   آبدوستی یا آبگریزی از جمله خصوصیات فیزیکی سطحی یک ماده هستند. مواد آبگریز به دلیل ناهمواری‌های سطحی میکرومتری و نانومتری خود، اجازه پخش شدن یا جذب شدن آب روی سطح را نمی‌دهند و از این رو موجب قطره‌ای شدن آب و سر خوردن آن می‌شوند.

کاربردهای فناوری نانو در زمینه تبدیل انرژی عبارتند از : توربین های گازی، ترمو الکتریک، پیلهای سوختی، تولید هیدروژن، موتور احتراقی و موتور الکتریکی

 سلول‌های سوختی ثابت، برای کاربردهای تجاری و مسکونی و تولید توان پشتیبانی استفاده می‌شوند. سلول‌های سوختی به لحاظ منابع توان در مکان‌های دور بسیار مفید هستند مانند فضاپیماها، ایستگاه‌های آب و هوایی دورافتاده، پارک‌های بزرگ، مراکز ارتباطی، مراکز روستایی و کاربردهای نظامی.

 یک سلول سوختی اکسید جامد (SOFC) دستگاه تبدیل الکتروشیمیایی است که مستقیماً برق را از اکسید سوخت تولید می‌کند. سلول‌های سوختی بر اساس ماده الکترولیت دسته‌بندی می‌شوند؛ SOFC دارای یک الکترولیت اکسید جامد یا سرامیک است.

    سلول سوختی دستگاهی است الکتروشیمیایی كه انرژی شیمیایی حاصل از یك واكنش شیمیایی را به انرژی الكتریكی مفید تبدیل می‌كند. تبدیل انرژی در سلول، تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به انرژی الكتریكی است. عملكرد سلول سوختی مانند باتری نیست كه انرژی را ذخیره كند، بلكه در سلول سوختی انرژی از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، به‌طوری‌که در این تبدیل مواد داخل سلول مصرف نمی‌شود. همچنین چگالی انرژی باتری كمتر از سلول سوختی است و فرآیند شارژ نمودن باتری، بسیار پیچیده‌تر از پر كردن تانك سوخت سلول سوختی است. در باتری‌ها بعد از چندین بار شارژ شدن توان تبدیلات الکتروشیمیایی كاهش می‌یابد، حال آنكه در سلول‌های سوختی چنین محدودیتی وجود ندارد، به عنوان مثال توده سلول‌های سوختی كار كرده در یك خودرو قابل انتقال به خودرو جدید است.

   سلول‌های سوختی بسیار كمتر از سوخت‌های فسیلی باعث آلودگی هوا می‌شوند، چون تنها خروجی آن‌ها آب خالص است (درصورتی‌که از متانول به عنوان سوخت استفاده شود، آلاینده‌های خروجی مقدار بسیار ناچیزی منوكسیدكربن و اكسیدهای نیتروژن هستند كه در حین تبدیل سوخت حاصل می‌شوند. توضیح اینكه، سلول‌های سوختی برحسب نوع شرایط از انواع مختلفی از سوخت‌ها مانند گاز طبیعی، سوخت‌های مایع و جامد می‌توانند استفاده كنند كه لازمه آن انجام فرآیندهایی بر روی سوخت است تا هیدروژن آن را جدا كند كه این فرآیند مقداری آلاینده تولید می‌كند).