Чтобы в сознании потребителей утвердилась мысль о том, что намного выгоднее использовать альтернативные источники энергии вместо традиционных ископаемых вроде угля и газа, стоимость производства энергии из возобновляемых ресурсов должна стать ниже энергии из привычных тепловых. Новые работы различных исследовательских групп приближают этот момент, а в ряде отраслей подобный прорыв уже произошел.

Так, согласно отчетам аналитических компаний, в США стоимость альтернативной энергии, получаемой из солнечных и ветряных источников, уже стала ниже, чем при ее производстве на тепловых электростанциях. Не отстают от них и исследователи в области производства водородного топлива. Группа ученых из мельбурнского университета Монаша смогли разработать установку, которая синтезирует водород при помощи солнечной энергии с КПД, равной 22%. Такой рекордный на текущий момент показатель эффективности поможет ускорить переход к массовому производству недорого и экономически выгодного водорода.

Над производительностью подобных установок, использующих принцип искусственного фотосинтеза, работы ведутся уже довольно длительное время. Благодаря созданию новых видов катализаторных материалов и неуклонному улучшению технологий эффективность процесса синтеза водорода быстро увеличивается. Так, за последние полгода удалось повысить КПД почти на 10%, установив тем самым новый рекорд энергоэффективности.

Метод электролиза для разделения воды на кислород и водород под воздействием электрического тока на протяжении многих лет был главным способом синтеза водорода. Но такая процедура требовала слишком больших запасов электроэнергии и была экономически несостоятельной, поскольку существовало множество других более дешевых способов выработки водорода при помощи простых химических реакций. Использование солнечной энергетики позволило снизить степень задействования внешних источников для генерации водородного топлива.

Значительно же повысить КПД технологических процессов электролиза для синтеза водорода удалось только благодаря точному контролю за протекающими реакциями. Конечно, такого результата также невозможно было бы достичь без создания новых революционных катализаторов. Огромную роль в повышении эффективности сыграл и значительный накопленный опыт в сфере искусственного фотосинтеза водорода.

Новый вид катализаторов стал результатом соединения целой группы материалов, таких как арсенид галлия и германия, а также фосфида галлия и индия. Эти материалы активно применяются в солнечной энергетике при производстве солнечных панелей. Также повысить КПД помогли и новые типы электродов, созданных из так называемой никелевой «пены». Применение данного материала позволило создать большую эффективную площадь электрода для непосредственного расщепления атомов воды на составляющие. Электролитом между анодно-катодной парой выступил раствор фосфата натрия и обычной кухонной соли в определенной концентрации.

В научном обществе тема энергоэффективности синтеза водорода методом искусственного фотосинтеза давно будоражит умы ученых. Ряд исследователей даже подсчитали пороговое значение КПД, которое теоретически можно достигнуть при задействовании лучших типов катализаторов и электродов. Хотя высчитанное значение и весьма спорно с точки зрения определенной части ученого общества, продемонстрированные австралийскими исследователями рекордные показания КПД далеки от рассчитанных предельных значений. Как бы там ни было, но неуклонное совершенствование как технологии электролиза воды, так и улучшение характеристик солнечных панелей для генерации электроэнергии, задействованной в работе установки искусственного фотосинтеза, позволяет надеяться на получение в ближайшие годы надежного и недорого способа производства водородного топлива.