Bestimmte Materialien, beispielsweise Kohlenstoff, haben aufgrund ihrer Porengröße die Fähigkeit, Wasserstoff an ihrer Oberfläche zu adsorbieren. Bei Kontakt mit der Oberfläche des Feststoffs zerfallen die Wasserstoffmoleküle in ihren atomaren Zustand und dringen in die Oberfläche des Materials ein. Dieses Verfahren kann zum einen zur Gasreinigung eingesetzt werden, zum anderen eignet sich das Verfahren der Adsorption auch für die Speicherung und den Transport des Energieträgers der Zukunft.
Materialien, die sich gut als Wasserstoffträger und Adsorptionsspeicher eignen, sind Zeolithe, Kohlenstoffe oder bestimmte Metalle und Metalllegierungen. Wird Wasserstoff von einem Metall adsorbiert, bilden sich sogenannte Metallhydride. Um den adsorbierten Wasserstoff wieder aus dem Kohlenstoff- oder Metallhydrid-Speicher zurückzugewinnen, muss Wärme zugeführt werden. Der Nachteil dieser Speichermethode ist das große Gewicht der Adsorptionsspeicher. Heutzutage werden diese zumeist für Spezialanwendungen, beispielsweise in U-Booten, verwendet.