水分裂とは何ですか？

水分裂とは、水の化合物を水素と酸素の構成要素に分解するプロセスです。水分裂には多くのアプローチがあり、その中で最も一般的なのは電気分解であり、電流が水を通過して水素と酸素イオンを生成します。水分分割の多くの方法は、水から水と酸素を分離するのに必要なエネルギーと燃料の純粋な水素から後で導出できるエネルギーの点でエネルギー効率が高いが、それにもかかわらず、そのプロセスは、それに代わる潜在的な代替手段と見なされます化石燃料への依存。太陽光発電と新しい化学触媒を使用した用途は、その過程で温室効果ガスの排出物やその他の汚染物質を生成せずに再生可能な純エネルギーの向上を生成する有望な方法を提供します。風力発電など、現在、新しい形態の電気分解で電流を生成するために採用されています。目標は、太陽光などの再生可能エネルギー源によって完全に燃料を供給され、化石燃料に対して水素生産を競争する水分割システムを作成することです。その過程での課題は、安価で耐久性のある材料で作られた電極を開発することでした。コバルトとニッケルのホウ酸塩化合物は、効率が向上することがわかっており、安価で製造が簡単です。これらの新しい電極化合物は市販の太陽燃料生産システムでは安全ですが、危険なアルカリ化合物を電解質ソリューションとして使用する産業電気分解法の効率とまだ競合することはできません。植物が日光を化学エネルギーに変換するために使用する光合成のプロセスに基づいています。このための自然システムは非常に遅く、人工システムであり、1972年に日本で研究が始まったときに最初は1％未満の効率を模倣していましたが、新しいプロセスは水素生産レベルを増加させています。2007年に日本の研究者は、白金のナノ粒子を含む水素化微結晶シリコンで作られた電極のコーティングを開始しました。米国の国立再生可能エネルギー研究所（NREL）での同様の研究は、2015年の太陽光から水素効率変換率14％を対象としており、2005年の1,000時間から2015年にも20,000時間の電極の耐久性が向上しています。この効率が向上するにつれて、水素燃料を生成する対応するコストは減少し、2005年には2015年には360ドル/kgまでのH

2°を1キログラム（$/kg）生産コストで360ドル/kgまで生成するコストが減少します。このレベルでは、水素を生成するための水分割は、天然ガスの改革から水素ベースの燃料を生成するよりも3〜10倍高価です。この研究には、確立されたエネルギーセクターと経済的に競争する前に、まだ距離があります。