La llum del sol també serveix per produir hidrogen verd aplicant-lo directament a l'aigua continguda en cèl·lules fotoelectroquímiques (PEC). Es tracta d'un sistema conegut com a enfocament directe, assajat múltiples vegades però que, fins ara, no era energèticament competitiu. Ara, la situació ha canviat i això obre un camí inexplorat que podria abaratir unes tecnologies, les de la producció d'hidrogen que necessiten de més eficiència. Ho ha aconseguit un equip d'investigació de l'Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) que està desenvolupant fotoelectrods que converteixen la llum solar en energia elèctrica, són estables en aigua i divideixen l'aigua en hidrogen per catàlisi.
Nou equilibri
El canvi es produeix després de decidir-se fer servir, in situ i a tals cèl·lules, part de l'hidrogen per generar una reacció d'hidrogenació catalítica que dona com a resultat la coproducció de productes químics utilitzats en les indústries química i farmacèutica. El temps de recuperació de l'energia de la producció fotoelectroquímica d'hidrogen "verd" es pot així reduir dràsticament, segons mostra l'estudi. L'hidrogen es pot produir actualment per electròlisi de l'aigua i mitjançant l'energia que aporten cèl·lules solars o sistemes eòlics. Si l'energia procedeix de fonts no renovables, l'hidrogen generat no es considera verd.
L'experiència en curs
En l'Institut HZB per a Combustibles Solars es treballa ja en fotoelectrods que converteixen la llum solar en energia elèctrica, són estables en solucions aquoses i promouen la divisió de l'aigua. Les millors cel·les PEC basades en absorbents d'òxids metàl·lics estables i de baix cost ja assoleixen eficiències properes al 10%. Fins ara, les anàlisis tecnoeconòmiques (TEIA) i les avaluacions d'energia neta (NEA) han demostrat que l'enfocament PEC encara no és competitiu per a la implementació a gran escala. L'hidrogen dels sistemes PEC avui costa al voltant de 10 USD/kg, aproximadament 6 vegades més que l'hidrogen del reformat amb vapor de metà fòssil (1,5 USD/kg). A més, s'estima que la demanda d'energia acumulada per a la divisió de l'aigua de PEC és de 4 a 20 vegades més gran que la de la producció d'hidrogen amb turbines eòliques i electrolitzadors.