將太陽能轉化為氫能，可以形成良性循環的能源系統。科學家們描述了壹個理想的氫能系統:水被太陽能分解，然後產生的H2和O被燃料電池電化學反應發電；副產品水也可以作為太陽能制氫的原料。整個系統實現了完美的循環，對環境沒有任何汙染。
1.光解水制氫
目前太陽能制氫主要包括水和氧氣光解制氫。
還原化合物制氫的兩種方法。
因為水是壹種穩定的化合物，它的分解不是自發的。
因此，利用光能分解水必須有催化劑的參與。
作為壹種有吸引力的制氫方式，光解水制氫仍然存在。
有壹些問題:
利用(1)可見光。相當多的研究使用
TiO，ll 18]
、
二氧化鋯[1 2o]
、SrTiO3 _ 3等。
但激發光源主要是紫外光，光解效率不高。為
為了利用可見光來光解水，壹些研究人員使用
CdO、CdS等。改性層狀氧化物。修改後
該復合催化劑不僅提高了光催化活性，而且提高了光催化活性。
光譜影響擴展到可見光範圍。此外，銅和氧是可見的。
在光範圍內分解水的穩定性非常好，並且由於壓電現象
由於的存在，它具有機械催化的性質。
(2)催化劑的光腐蝕。雖然CdS改性可以明顯改善
高催化性能，但其應用受到限制，因為CdS是壹種窄帶隙半導體材料，具有光腐蝕特性，對可見光特別敏感。
(3)能量轉換效率不高。使用氧化物催化劑生產
產生光活性電荷的效率往往不高，很難達到足夠的電量。
電荷濃度引發水的分解。這是由於半導體材料在發光。
在的激發下產生的自由電子和空穴容易復合
因此光催化活性降低。壹個解決辦法是保險。
在證明活動的前提下，增加活動點之間的距離。劉等
多孔MCM。以高比表面積的41分子篩為載體。
氧化鋯:作為活性物質。因為催化劑是高度分裂的
散射降低了光激發的電子和空穴復合的可能性及其光催化作用
化學效率比氧化鋯高2.5倍:另壹種方法
方法是在光解過程中引入電子給體，使其能與空穴或
o:結合，發生不可逆反應，從而保證光活性電荷。
不消耗。李等利用有機廢水中的草酸。
這個實驗是為電子供體而進行的。
(4)逆反應的存在。為了減少制氫過程中的過電流
潛在的金屬如Pt可以負載在氧化物半導體如TiO:
然而，生成的H2和O:很容易在金屬Pt上結合，並且
H2和O:生成H2O的反應在常溫常壓下即可完成。
達到熱力學平衡，所以Pt很難。TiO:直接轉化純水的催化劑。
分為h:和o:。Abe等人發現IO '或I-離子
可以阻礙逆反應，從而保證正反應的順利進行。
好的。Lee等人在KOH堿性水溶液中加入適量的KI。
本文研究了碘化鉀和氫氧化鉀濃度對光解過程的影響
優化的鉑負載量為0.75重量%。
2.氧化物還原制氫
另壹種利用太陽能制氫的方法是混合金屬氧化物。
還原，然後金屬與水反應生成氫氣。金屬可以通過
燃燒產生熱量，或者通過燃料電池和化學電源產生電力。
可以，或者通過水分解反應產生氫氣，所以這是壹個很有潛力的。
蓄力和輸送能量的方式。然而，在經歷了上述方法之後，
能量產生後，金屬會變成氧化物，需要重新稱重。
新的減量化可以循環使用。傳統的還原方法是碳熱還原。
或者電化學還原，具有高能耗。利用太陽能的原理不僅僅是
可以降低能源消耗，還可以減少環境汙染。
采用兩步反應的循環方式可以更好的獲益
利用太陽能產生氫能，從而減少化石燃料的消耗
汙染物的排放。首先，減少焦炭和天然氣等物質
在此作用下，利用太陽能產生的熱量，通過吸熱反應，
金屬氧化物被還原成較低氧化態或金屬；然後
經歷放熱過程以使金屬氧化物或金處於低氧化態
它與水反應產生氫氣。作為能源的副產品金屬氧化物
回收後的載體量參與下壹步還原反應；產生的氫氣大部分儲存起來，壹部分可以作為下壹個。
二次循環的還原氣體如圖4所示。因此，有了金屬的氧，
利用還原反應作為橋梁，實現太陽能到氫能的轉化。