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日本科學家開發了一種利用陽光將水裂解成氫燃料的新方法。使用一種特殊的光催化劑，這項新技術可以幫助引入更便宜、更豐富和可持續的氫燃料，用于各種應用。
目前，大多數游離氫來自天然氣原料，這意味著從化石燃料轉向這種更環保的選擇是不可能的。然而，如果氫在未來成為一種替代能源，這種易于制造的太陽能發電方法可能是至關重要的。
信州大學（Shinshu University）的Kazunari Domen教授解釋道，他是《科學前沿》雜志上這篇文章的資深作者。
“使用光催化劑進行陽光驅動的水分解是太陽能到化學能轉換和儲存的理想技術，光催化材料和系統的最新發展為實現這一目標帶來了希望。”
“然而，仍然存在許多挑戰，”他補充說。新工藝背后的基本原理是將水分解成氧和氫。雖然聽起來很簡單，但這是能源密集型的，需要一種催化劑，在這種情況下，這是一種叫做光催化劑的特殊催化劑。
當暴露在光下時，這些催化劑促進化學反應，將水分解成其組成元素。這個概念并不新鮮，但大多數現有的所謂“一步式”太陽能電池效率低下，太陽能到氫能源的轉化率也很低。
還有一種更為復雜的二步系統，而且效率更高。在這些系統中，一種光催化劑從水中產生氫，而另一種催化劑產生氧。
研究報告的另一位作者、信州大學的Takashi Hisatomi博士說：“日本研究小組選擇了分為二步的水裂解過程。”
“太陽能轉換技術不能在夜間或惡劣天氣下運行。”
他補充說：“但是通過將太陽能儲存為燃料的化學能，就有可能隨時隨地使用它。”
該科研團隊通過運行一個1076平方英尺（100平方米）的反應堆三年，成功地證明了這一概念。這個反應堆在真實的陽光下甚至比在實驗室條件下表現得更好。
Hisatomi說，“在我們的系統中，使用對紫外線敏感的光催化劑，太陽能轉換效率在自然陽光下提高了1.5倍左右。”
“模擬的標準陽光使用的光譜來自緯度稍高的地區。在自然陽光比模擬參考陽光具有更多短波長的地區，太陽能轉換效率可能更高。然而，目前，在模擬標準陽光下的效率最多為1%，而在自然陽光下的效率將接近5%。”
為了推動這項技術的發展，突破5%的效率，研究小組表示，需要更多的研究人員開發更高效的光催化劑，并建造更大的實驗反應堆。
Domen解釋道：“開發最重要的方面是通過光催化劑將太陽能轉化為化學能的效率。”
“如果將其提高到實用水平，將會有很多研究人員在開發大規模生產技術、氣體分離工藝、大規模工廠建設等方面進行認真的研究。這也將改變包括政策制定者在內的許多人對太陽能轉換的看法，并加速與太陽能燃料相關的基礎設施、法律和法規的發展。”
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