化石燃料に代わる有効なエネルギー源は、持続可能なエネルギー開発における主要な研究領域となっています。化石燃料の埋蔵量の減少と地球温暖化の脅威により、新たに開発されるエネルギー源は再生可能であることと環境適合的であることを同時に満たさなければなりません。この点で水素（H₂）は、最も有望な再生可能かつ環境的にクリーンなエネルギー源の一つです。H₂ は燃焼熱が高いものの、将来的には燃焼によって熱を得るための燃料としてではなく、燃料電池を作動させるエネルギーキャリアとしての利用が想定されています。燃料電池への水素の適用可能性は、水素の新たな供給源と製造方法への関心を高めています。
現在、水素は各種の炭化水素を水素リッチな流れへと転換する燃料処理技術によって製造されています。炭化水素燃料から水素を製造するために用いられる主要な従来技術（水蒸気改質、部分酸化、オートサーマルリフォーミング）には、触媒被毒、サイズと重量の制約、コンパクト性、動特性（応答の遅さ）、重質炭化水素からの水素製造における制約といった問題があります。
プラズマ中でも改質反応の全体像は従来の改質と実際には同じですが、改質反応に用いられるエネルギーとフリーラジカルはプラズマ自身が供給します。プラズマにより、システムに触媒を用いる必要がなくなります。電子、イオン、ラジカルといった高活性な化学種が反応速度を大幅に高めうるため、プラズマは触媒としての役割を果たします。プラズマシステムは、天然ガス、ガソリン、重質油、バイオ燃料、さらにバイオマスまで、多様な炭化水素に適用できます。バイオガスは、環境に優しい新たな再生可能水素源とみなされています。バイオガスは、これまで一般的な水素源であったメタン（CH₄）に代わるものとなります。バイオガスは、酸素のない条件下で有機物が分解する過程で生成する気体です。生ごみ、家庭ごみ、農業廃棄物、都市ごみ、下水などの原料から製造できます。バイオガスは化石由来の天然ガスと同様の水素キャリアです。さらに、プラズマは高いエネルギー密度によりシステムの小型化をもたらし、電気的に運転されることから速い応答時間も実現できます。一般に非熱平衡プラズマは、その非平衡性ゆえに必要電力が小さく、比較的低い温度で気体中に物理的・化学的反応を引き起こす能力を備えています。