大多數氫氣生產仍然依賴天然氣。 然而，一種只使用陽光和水的新技術可以讓人類擺脫使用化石燃料，生產出更乾淨的能源。日本信州大學的研究人員建造了一個新型反應堆，可直接利用陽光和水製造再生氫燃料。 雖然這還只是一個早期原型，但該系統最終可以提供一種廉價、可持續地生產零排放燃料的方法。

反應器面積為1076 平方英尺，採用獨特的光催化面板將水分子分離成氫和氧。 這一轉化過程分為兩個步驟。 首先，反應器提取氧氣。 第二步分離氫原子。 然後，該裝置可以將氫氣抽出並儲存起來，作為清潔燃燒燃料，為汽車、發電機或其他機器提供動力。

這種方法不同於現今的”一步法”催化劑，後者能一次將水分離成氫和氧。 雖然傳統方法更簡單，但由於氫燃料需要使用天然氣提煉，因此效率也非常低。

圖片來源：Hisatomi et al/Frontiers

研究小組最初用紫外線對反應器進行了測試，結果顯示它大有可為。 在實際陽光照射下，它取得了更好的效果，太陽能轉換率提高了約50%。

這個系統聽起來很有前途。 不過，這也有個問題。 在標準模擬條件下，此反應器只能將約百分之一的陽光轉化為氫燃料。 這與之前的嘗試相比有所改進，但對於大範圍採用來說仍然太低。 研究人員指出，要使其具有商業可行性，需要大約5% 的效率。

科學家認為，擴大反應器規模和開發性能更高的新型光催化劑至關重要。 不過，要實現可行的效率，還需要更廣泛的科學努力，重點是提高光催化劑的性能。

資深作者Kazunari Domen表示：「最需要開發的方面是光催化劑將太陽能轉化為化學能的效率。如果能將其提高到實用水平，許多研究人員將認真致力於大規模生產技術和氣體分離工藝的開發，以及大規模工廠的建設。 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，並加快與太陽能燃料相關的基礎設施、法律和法規的發展。

儘管還存在技術障礙，但這一概念顯示出巨大的前景。 如果科學家能改進催化劑並擴大反應器的規模，我們就能從地球上兩種最豐富的資源中獲取燃料，而不是有限的化石燃料。