為解決此問題, 蘇格蘭赫瑞瓦特大學 (Heriot-Watt) 機械工程助理教授 Jin Xuan 與耶魯大學, 香港城市大學, 華東理工大學攜手改良太陽能制氫技術, 讓氫氣逐步成為再生能源一環節.
光電化學 (photoelectrochemical, PEC) 電解水技術為太陽能制氫方式之一, 藉由太陽能與催化劑將水分解成氫與氧, 以往 PEC 電解水技術需要消耗 1.23 電子伏特 (eV) , 且只有某一 UV 波段才能促使其進行反應, 導致大範圍光譜被浪費.
該團隊研發酸鹼值差異 (pH-differential) 設計, 將能量需求降至 0.35 eV, 透過單獨改變每個電極的 pH 值, 讓電解水製程的熱力學 (thermodynamics) 全然不同, 使 PEC 電解水技術可用更便宜與更多光譜來運作.
為了要適應酸鹼值差異, 新型微型系統 (microsystem) 會產生獨特的微流體 (microfluidic) 模式, 並讓酸性和鹼性電解質可同時存於相同電池中. 而新系統也可降低 PEC 電解水三分之二成本, 將太陽能燃料轉換效率提高 20%.
Xuan 教授表示, 不管是在英國還是全球, 成本皆為太陽能制氫技術最大挑戰, 其成本約為風能與生質能的 2 倍, 而新系統將能使用更廉價, 更唾手可得的材料製成, 意味著該技術可以輕鬆達到商業化, 並滿足日益增長的氫燃料需求, 團隊目前也已實際將技術用於燃料電池中.
蘇格蘭再生能源組織 (Scottish Renewables) 資深政策經理 Hannah Smith 表示, 這項研究讓英國的再生能源資源可能性更加多樣化, 綠能氫氣可用於家庭供暖與氫燃料電池車, 並加速英國脫碳速度.
赫瑞瓦特大學首席科學家 John Underhill 則指出, 如何實現低碳且安全的能源是目前最大挑戰之一, 而赫瑞瓦特大學正在測試新能源系統的可行性研究, 這將有助於未來能源轉型.