Vandens skaidymas yra cheminio vandens junginio skaidymas į vandenilio ir deguonies elementus. Yra daug vandens skaidymo būdų, tarp jų labiausiai paplitęs elektrolizė, kai elektros srovė perduodama vandeniu, kad susidarytų vandenilio ir deguonies jonai. Nors daugelis vandens padalijimo būdų nėra efektyvūs energijos atžvilgiu, atsižvelgiant į energiją, reikalingą vandeniliui ir deguoniui atskirti nuo vandens, palyginti su energija, kuri vėliau gali būti gaunama iš gryno vandenilio kurui, šis procesas vis dėlto laikomas potencialia alternatyva priklausomybė nuo iškastinio kuro. Taikymas, naudojant saulės energiją ir naujus cheminius katalizatorius vandeniui skaidyti, yra daug žadantis būdas gauti grynosios atsinaujinančios energijos, neišskiriant šiltnamio efektą sukeliančių dujų ar kitų teršalų.
Fotokatalizinis vandens padalijimas naudojant šviesos energiją arba naudojant kitus atsinaujinančius energijos šaltinius, pavyzdžiui, vėjo energiją, dabar naudojamas elektros srovei generuoti naujose elektrolizės formose. Tikslas yra sukurti vandens padalijimo sistemą, kuri būtų visiškai maitinama atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip saulės šviesa, kad vandenilio gamyba būtų konkurencinga prieš iškastinį kurą. Proceso iššūkis buvo sukurti elektrodus, kurie būtų pagaminti iš nebrangių ir patvarių medžiagų. Nustatyta, kad kobalto ir nikelio borato junginiai padidina efektyvumą, yra pigūs ir lengvai gaminami. Nors šie nauji elektrodų junginiai yra saugūs komercinėse saulės kuro gamybos sistemose, jie dar negali konkuruoti su pramoninių elektrolizės metodų, kuriuose kaip elektrolitų tirpalai naudojami pavojingi šarminiai junginiai, efektyvumu.
Vandens skaidymo mechanizmai, kurie teikia daugiausiai žada energijos padidėjimo požiūriu, yra pagrįsti fotosintezės procesu, kurį augalai naudoja saulės šviesai paversti chemine energija. Nors natūralios šios sistemos yra labai lėtos, o dirbtinės tai imituojančios sistemos iš pradžių buvo mažesnės nei 1 % efektyvumas, kai 1972 m. Japonijoje buvo pradėti jų tyrimai, nauji procesai didina vandenilio gamybos lygį. Japonijos mokslininkai 2007 metais pradėjo dengti elektrodus iš hidrinto mikrokristalinio silicio platinos nanodalelėmis, kurios dar labiau padidino elektrodų stabilumą ir tarnavimo laiką bei jų katalizinį gebėjimą skaidyti vandenį.
Panašūs tyrimai JAV Nacionalinėje atsinaujinančios energijos laboratorijoje (NREL) siekia, kad saulės energijos ir vandenilio efektyvumo konversijos koeficientas 14 m. būtų 2015 %, o elektrodų patvarumas padidėtų nuo 1,000 2005 valandų 20,000 m. iki 2015 XNUMX valandų XNUMX m. Didėjant šiam efektyvumui, atitinkamos vandenilio degalų gamybos sąnaudos mažėja, o H gamybos kaina yra JAV doleriais (USD) už kilogramą ($/kg).
2
2005 m. – 360 USD/kg iki 5 USD/kg 2015 m. Netgi esant tokiam lygiui, vandens skaldymas vandenilio gamybai vis dar yra nuo trijų iki dešimties kartų brangesnis nei vandenilio kuro gamyba pertvarkant
gamtinės dujos
. Iki tol, kol moksliniai tyrimai taps ekonomiškai konkurencingi su nusistovėjusiu energetikos sektoriumi, dar reikia atlikti tam tikrą atstumą.