Wasserstoff und alle seine (an)organischen protischen/hydridischen Verbindungen machen diesen zu einem omnipräsenten Element im Universum. Nicht nur, dass die Sonne überwiegend aus Wasserstoff besteht, auch lebende Organismen enthalten beeindruckende 10 Gew.-% Wasserstoff in irgendeiner Form gebunden; nur Kohlenstoff (20 Gew.-%) und Sauerstoff (63 Gew.-%) spielen hierbei eine größere Rolle. Wasserstoff kommt auf der Erde (0,12 Gew.-%) hauptsächlich in Form seiner Verbindung als Wasser vor. Der Brennstoff der Sonne ist essentiell als Wärme- und Lichtquelle für das vorhandene Leben auf der Erde. Ebenso spielen in biologischen Energieübertragungsprozessen die Übertragung von Wasserstoff-Äquivalenten (H-Transfer bei NAD(P) und NAD(P)H) eine fundamentale Rolle.[3] Während die Nutzungsmöglichkeiten von Wasserstoff als Brennstoff, also auch als Energieträger, bereits im ausgehenden 18. Jahrhundert erkennbar war, und die erste Wasserstoffbrennstoffzelle bereits 1842 vorgestellt wurde (Abb. 1), sollte es noch bis zum Ende des 19. Jahrhunderts dauern, bis der synthetische Nutzen von molekularem Wasserstoff zum Vorschein trat. 1897 entdeckte Paul Sabatier die katalytische Hydrierungsreaktion mittels Nickel als aktivem Metall für die Addition von Wasserstoff an ungesättigte organische Moleküle. Für diese Arbeiten erhielt er 1912 den Nobelpreis für Chemie zusammen mit Jean Baptiste Senderens. In der Zwischenzeit wurden auch die Hungersnöte in Europa wissenschaftlich thematisiert („Das Weizen-Problem“)[4], und zur Lösung des Düngemittelmangels musste bald Wasserstoff in unfassbaren Mengen mittels Reformierung und der Wassergas-Reaktion verfügbar gemacht werden. Der Durchbruch gelang Fritz Haber 1909 (Nobelpreis 1918) mit der Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff. Im weiteren Geschichtsverlauf wurde die Bedeutung von Wasserstoff neben der Düngemittelproduktion weiter thematisiert für die Verfügbarkeit von Treibstoffen (Benzin, Kerosin, Raketentreibstoff, etc.) sowie die dunklen Kapitel der Kriegswaffenforschung, für die jeweils große Mengen an Wasserstoff notwendig waren. In den folgenden Jahrzehnten ging es Schlag auf Schlag voran mit der industriellen Nutzung von Wasserstoff, basierend auf akademischer Forschung: Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren (ab 1910 erste Fabriken), Fischer-Tropsch-Synthese für synthetisches Benzin (1923, Abb. 2) und Hydroformylierung nach Roelen (1938), um nur einige wichtige Beispiele zu nennen. Nach den Unruhen der zwei Weltkriege rückte das Interesse von Wasserstoff immer mehr in den Fokus der Synthesechemie für die Herstellung von vielerlei Feinchemikalien, Pharmaka und Pflanzenschutzmitteln. Nichtdestotrotz blieb Wasserstoff auch ein Thema für die Kriegswaffenforschung, und ein düsterer Rekord ist sicherlich der Wasserstoffbombentest von Edward Teller (Chemiestudenten eher bekannt durch den Jahn-Teller Effekt), der das Ausmaß solcher Kernfusionswaffen aufzeigte, wobei eine 700-fache Sprengkraft im Vergleich zur Hiroshima-Bombe beschrieben wurde.[1]

Bahnbrechende Meilensteine, bei denen Wasserstoff auch eine Hauptrolle spielte, sind die Errungenschaften der homogenkatalytischen Hydrierung (Abb. 2), für deren asymmetrische Variante ein Nobelpreis vergeben wurde (2001: Knowles, Noyori zusammen mit Sharpless) und wiederum ein Nobelpreis im Zusammenhang mit der Ammoniaksynthese (2007: Gerhard Ertl). Neben diesen Arbeiten gibt es noch eine Vielzahl von wegweisenden Untersuchungen über Dehydrierungs- und Hydrierungsprozesse,[5-6] H₂-Metallkomplexe,[7-8] ebenso wie physikalisch und biologische Studien, welche neben der synthetischen Anwendung auch wichtige Informationen liefern für zukünftige Wasserstoffbrennstoffzellen und chemische/biologische/physikalische Wasserstoffspeichersysteme.[1,9] Solche Energiespeichersysteme werden aus einem anderen Blickwinkel auch von Physikern untersucht, und im Rahmen von physikalischen Studien wurden auch die flüssigen und festen (metallischen) Aggregatzustände des H₂ untersucht und deren Relevanz als Energiespeicher diskutiert.[1] Wasserstoff als Energiespeicher ist auch heute ein hochaktuelles Forschungsfeld und ist die Basis für die sogenannte Wasserstoffökonomie,[9] welche bereits von Jules Verne 1874 in Die geheimnisvolle Insel (Abb. 2) prognostiziert wurde: „Ich glaube, dass Wasser eines Tages als Brennstoff verwendet werden wird, dass Wasserstoff und Sauerstoff, aus welchen es besteht, entweder zusammen oder getrennt verwendet, eine unerschöpfliche Quelle für Wärme und Licht sein werden, und zwar von einer weit größeren Stärke, als Kohle es vermag. Die Kohlebunker der Schiffe sowie die Tender der Lokomotiven werden anstelle von Kohle diese beiden kondensierten Gase speichern, welche in deren Schloten mit enormer Wärmeentwicklung brennen werden. [...] Das Wasser ist die Kohle der Zukunft.“.[1]

Während das noch im 19. Jahrhundert als Science Fiction anmutete, ist man heute ein paar Schritte weiter, und es gibt durchaus Prototypen von Fahrzeugen und Flugzeugen, die mit Wasserstoff betrieben werden.[10] Insofern waren auch die seiner Zeit (1903) visionären Vorstellungen von Konstantin Tsiolkovsky zur Wasserstoff-betriebenen Raumfahrt und bemannten Raumstationen,[1] nicht absolut unrealistisch. Die andauernden Anstrengungen der langjährigen biologischen Wasserstoff-Erzeugung durch biophotokatalytische Wasserspaltung mittels Algen (Abb. 2) seit 1896 (Jackson/Ellms)[1] oder auch bakterielle Wasserstoffproduktion seit 1949 (Gest/Kamen)[1] könnten durchaus eine Rolle spielen für ein zukünftiges Wasserstoffversorgungsnetzwerk, welches auf erneuerbaren Quellen basiert. Die Rolle von Algen für die H₂-Produktion wäre hier bisher komplementär zu betrachten zur Windkraft-getriebenen elektrolytischen H₂-Produktion aus Wasser, wie sie von dem Biologen Haldane 1923 prognostiziert wurde.[1]