Увеличение спроса на водород в качестве экологически чистого топлива для транспортных средств и других целей пока невысок, однако само горючее производится из ископаемого топлива. Для того, чтобы Япония могла увеличить использование возобновляемых источников энергии, ученые страны стараются развивать технологии с более высокой эффективностью и по низкой себестоимости производства водорода с использованием солнечной энергии. Традиционные подходы к солнечному производству водорода с использованием фотокатализаторов достигли эффективности не превышающей 10%.
Исследователи из Университета Токио и Университета Миядзаки смогли разработать технологию, которая эффективно производит водород под естественным солнечным светом. При этом КПД преобразования энергии составляет 24,4% — это самый высокий показатель, который удавалось когда-либо достичь, используя высокоэффективные солнечные батареи во время электролиза воды. Таких высоких показателей удалось добиться за счет уменьшения потерь энергии. Исследовательская группа доцента Масакадзу Сугияма, профессора Катсуши Фуджи и адъюнкт-профессор Кенсукe Нишиока осуществили это при помощи фокусирующей солнечной батареи, которая вырабатывает ток для электролиза благодаря свету, которые фокусируют множество линз. Таким образом, энергопотери при передаче электричества к электролизному элементу ячейки от фотоэлектрического были сведены к минимуму.
Применяемый полупроводниковый кристалл похожи на те, которые используются в лазерных установках и светодиодах. В дни максимально яркого света на испытательном полигоне Университета Миядзаки новая батарея показа эффективность в колоссальные 31%.
— Концентрационные фотоэлектрические модули и электролизеры, используемые в данном эксперименте, коммерчески доступны, и с их помощью можно получать водород за счет солнечного света при высокой эффективности с соответствующей конструкцией системы для каждой установки. Модули КНД сравнительно дорогие, но если они будут работать в странах с высокой солнечной освещенностью, можно было бы генерировать электричество по низкой цене за счет эффективности преобразования энергии. В ближайшем будущем, стоимость водорода, полученного за счет КФМ-модулей и электролизеров, как ожидается, будет ниже целевой цены Министерства энергетики США — 4 долларов за килограмм, — заявил профессор Сугияма.