В области возобновляемой энергии водород считается одной из надежд на использование источников избыточной энергии там, где они наиболее остро необходимы. Избыточный солнечный свет или ветер можно использовать для создания H2, чтобы питать поезда, корабли или подавать электроэнергию в сеть в темное и безветренное время. Однако текущий процесс гидролиза, т. е. расщепления воды с помощью приложенного напряжения, требует сложного оборудования. Кроме того, полученная эффективность не соответствует стандартам, поскольку электричество сначала вырабатывается фотоэлектрическими устройствами, а затем используется для производства водорода.
Пример фотосинтеза показывает, что для расщепления и повторной сборки молекул вполне достаточно одного солнечного света. Для этого необходимы функциональные молекулы или наночастицы и структура полимеров, обеспечивающая правильное расположение отдельных компонентов.
Исследователи из Японии преуспели в воспроизведении принципа фотосинтеза таким образом, что CO2 не преобразуется в сахар, а вода вместо этого расщепляется на свои основные компоненты. Для этого используются рутений и платина, которые также используются в каталитических нейтрализаторах транспортных средств и топливных элементах. Затем водород можно получать непосредственно из воды с помощью солнечного излучения.
Что делает этот процесс особенно замечательным, так это эффективность, которая в настоящее время находится в диапазоне фотоэлектричества, т. е. около 20%. Этот аспект особенно важен для того, чтобы водород мог производиться разумно и экономически эффективно. Растения, с другой стороны, способны преобразовать только 1% энергии, полученной от солнечного света в нормальных условиях.
Однако еще предстоит преодолеть несколько препятствий. Масштабное использование технологии еще не было протестировано, и долговечность так называемого гидрогеля также еще предстоит доказать. И последнее, но не менее важное: платина и рутений не совсем распространенные элементы. Последний является одним из самых редких элементов из всех.
Условия не идеальные, но некоторые неопределенности не должны отпугнуть исследователей от идеи производства водорода с использованием только солнечного света.