Vee lõhenemine on protsess, mille käigus vee keemiline ühend laguneb selle koostisosadeks, milleks on vesinik ja hapnik. Vee jagamisel on palju lähenemisviise, millest levinuim on elektrolüüs, kus elektrivool juhitakse läbi vee vesiniku ja hapniku ioonide tootmiseks. Kuigi paljud vee jagamise meetodid ei ole energiatõhusad vesiniku ja hapniku eraldamiseks veest, võrreldes energiaga, mida saab hiljem kütuseks saada puhtast vesinikust, peetakse seda protsessi siiski potentsiaalseks alternatiiviks sõltuvus fossiilkütustest. Rakendused, mis kasutavad vee jagamiseks päikeseenergiat ja uusi keemilisi katalüsaatoreid, pakuvad paljutõotavat meetodit taastuvenergia netokasumi saamiseks ilma kasvuhoonegaaside heitkoguste või muude saasteainete tekitamiseta.
Fotokatalüütilist vee jagamist, kasutades valguse energiat või muid taastuvaid energiaallikaid, näiteks tuuleenergiat, kasutatakse praegu elektrivoolu genereerimiseks uutes elektrolüüsivormides. Eesmärk on luua veejaotussüsteem, mis töötaks täielikult taastuvatest energiaallikatest, näiteks päikesevalgusest, muutes vesiniku tootmise konkurentsivõimeliseks fossiilkütuste suhtes. Protsessi väljakutseks on olnud odavate ja vastupidavatest materjalidest valmistatud elektroodide väljatöötamine. On leitud, et koobalti ja nikkelboraadi ühendid pakuvad suuremat efektiivsust ning need on odavad ja kergesti valmistatavad. Kuigi need uued elektroodühendid on kaubanduslikes päikesekütust tootvates süsteemides ohutud, ei suuda nad veel konkureerida tööstuslike elektrolüüsimeetodite tõhususega, mis kasutavad elektrolüütide lahustena ohtlikke leelisühendeid.
Vee jagamise mehhanismid, mis pakuvad kõige rohkem energiat, põhinevad fotosünteesi protsessil, mida taimed kasutavad päikesevalguse keemiliseks energiaks muundamiseks. Kui selle jaoks mõeldud looduslikud süsteemid on väga aeglased ja seda jäljendavate tehissüsteemide efektiivsus oli 1. aastal Jaapanis nende uurimise alguses alla 1972%, siis uued protsessid suurendavad vesiniku tootmise taset. Jaapani teadlased hakkasid 2007. aastal katma hüdrogeenitud mikrokristallilisest ränist valmistatud elektroode plaatina nanoosakestega, mis suurendas veelgi elektroodide stabiilsust ja eluiga ning nende katalüütilist võimet vee lõhestamisel.
Sarnaste Ameerika Ühendriikide riikliku taastuvenergia labori (NREL) uuringute eesmärk on 14. aastal päikeseenergia ja vesiniku tõhususe konversioonimäär 2015%, kusjuures elektroodide vastupidavus suureneb 1,000 tunnilt 2005. aastal 20,000 2015 tunnini XNUMX. aastal. Selle tõhususe kasvades vähenevad vastavad vesinikkütuste tootmiskulud ja H tootmiskulud on USA dollarid (USD) kilogrammi ($/kg) kohta.
2
2005. aastal 360 $/kg, 5. aastal 2015 $/kg. Isegi sellel tasemel on vee jagamine vesiniku tootmiseks ikka veel kolm kuni kümme korda kallim kui vesinikul põhinevate kütuste tootmine vee ümbertöötlemisel.
maagaas
. Teadusuuringutega on veel vaja minna, enne kui see on väljakujunenud energiasektoriga majanduslikult konkurentsivõimeline.