Diviziunea apei este procesul de descompunere a compusului chimic al apei în elementele sale constitutive de hidrogen și oxigen. Există multe abordări ale divizării apei, cea mai comună dintre ele fiind electroliza, în care un curent electric este trecut prin apă pentru a produce ioni de hidrogen și oxigen. Deși multe metode de împărțire a apei nu sunt eficiente din punct de vedere energetic în ceea ce privește energia necesară pentru a separa hidrogenul și oxigenul din apă față de energia care poate fi obținută ulterior din hidrogenul pur pentru combustibil, procesul este totuși văzut ca o alternativă potențială la înlocuirea unui dependenta de combustibilii fosili. Aplicațiile care folosesc energia solară și noi catalizatori chimici pentru a diviza apa oferă o metodă promițătoare de a produce câștiguri nete de energie regenerabilă fără a produce emisii de gaze cu efect de seră sau alți poluanți în acest proces.
Divizarea fotocatalitică a apei folosind energia luminii sau folosind alte surse de energie regenerabilă, cum ar fi energia eoliană, este acum folosită pentru a genera curent electric în noi forme de electroliză. Scopul este de a crea un sistem de împărțire a apei care este alimentat în întregime din surse de energie regenerabilă, cum ar fi lumina soarelui, făcând producția de hidrogen competitivă față de combustibilii fosili. Provocarea procesului a fost de a dezvolta electrozi care sunt fabricați din materiale ieftine și durabile. S-a descoperit că compușii de cobalt și nichel borat oferă o eficiență sporită și sunt ieftini și ușor de fabricat. Deși acești noi compuși cu electrozi sunt siguri în sistemele comerciale de producere a combustibilului solar, ei nu pot concura încă cu eficiența metodelor industriale de electroliză care folosesc compuși alcalini periculoși ca soluții de electroliți.
Mecanismele de împărțire a apei care oferă cele mai promițătoare în ceea ce privește câștigul de energie se bazează pe procesul de fotosinteză pe care plantele îl folosesc pentru a transforma lumina solară în energie chimică. În timp ce sistemele naturale pentru aceasta sunt foarte lente și sistemele artificiale care o imită au avut inițial o eficiență de mai puțin de 1% când au început cercetările asupra lor în 1972 în Japonia, noile procese cresc nivelurile de producție de hidrogen. Cercetătorii japonezi în 2007 au început să acopere electrozii fabricați din siliciu microcristalin hidrogenat cu nanoparticule de platină, ceea ce a crescut și mai mult stabilitatea și durata de viață a electrozilor și capacitatea lor catalitică la scindarea apei.
Cercetări similare de la National Renewable Energy Laboratory (NREL) din Statele Unite vizează rate de conversie a eficienței solare în hidrogen de 14% în anul 2015, cu o durabilitate crescută a electrozilor de la 1,000 de ore în 2005 la 20,000 de ore în 2015. Pe măsură ce această eficiență crește, costul corespunzător de producere a combustibililor cu hidrogen scade, cu un cost în dolari SUA (USD) pe kilogram ($/kg) al producerii H.
2
în 2005, la 360 USD/kg, până la 5 USD/kg în 2015. Chiar și la acest nivel, separarea apei pentru a produce hidrogen este încă de trei până la zece ori mai costisitoare decât generarea de combustibili pe bază de hidrogen din reformarea
gaz natural
. Cercetarea mai are de parcurs înainte de a fi competitivă din punct de vedere economic cu sectorul energetic consacrat.