Storskalig solenergiproduktion genom vattenklyvning med hjälp av en pulverfotokatalysator anses vara en av de mest lovande metoderna för att producera hållbara bränslen i framtiden. Under 2018, denna forskargrupp visade att en vattenuppdelande fotokatalytisk panelreaktor kan skalas upp till 1 kvadratmeter i storlek utan att kompromissa med fotokatalysatorns solvattenklyvningsaktivitet. Dock, storskalig separation och insamling av solväte utöver laboratorieskala hade aldrig realiserats. Det var nödvändigt att se över designen av den fotokatalytiska panelreaktorn och utveckla ett system för att säkert separera gasblandningen av väte och syre i en utomhusmiljö.

Det gemensamma forskningsprojektet som involverar NEDO, ARPChem, Tokyos universitet, Fujifilm, TILL TILL, Mitsubishi Chemical, Meiji University och Shinshu University (som var ansvarig för den fotokatalytiska vattenuppdelningstekniken) visade att i ett storskaligt utomhusområde på 100 m ² det är möjligt att dela vatten med hjälp av en pulverfotokatalysator och solstrålar för att hämta solväte från den genererade väte-syregasen. Mer rigorösa säkerhetstester behövs fortfarande, men om ett korrekt designat system används, den högexplosiva väte-syregasen kan hanteras säkert under långa perioder. Därför, ett system för att producera en stor mängd solväte till låga kostnader genom förbättring av den synliga ljuskänsliga fotokatalysatorn, fotokatalysatorpanelen, och gasseparationsmodulen är inom räckhåll.

Att uppnå denna bedrift krävde mycket tekniska framsteg och samarbete med experter från olika områden. Utvecklingen och demonstrationen av stabil väteseparation av den fuktiga vätesyreblandade gasen oavsett väder och solskensförhållanden är en aldrig tidigare skådad genombrottsteknologi som för närvarande är under patentgranskning. Shinshu Universitys docent Takashi Hisatomi från Research Initiative for Supra-Materials som är expert på fotokatalys för vattenuppdelning och väteproduktion säger att "genom att demonstrera hela processen från vätegenerering till separation i världens största skala, Förverkligandet av ett solenergisystem för väteproduktion baserat på vattenspjälkningsreaktion med hjälp av pulveriserade fotokatalysatorer har blivit mer realistiskt och kommer att förstås bättre av allmänheten."

Fotokatalysatorn i denna studie använder ultraviolett ljus. En mycket effektiv fotokatalysator som känslig för synligt ljus med en praktisk nivå på 5 % eller högre effektivitet för omvandling av solenergi kommer att behöva realiseras för implementering i verkligheten. Gruppen arbetar också med att sänka kostnaderna och utöka skalan på fotokatalysatorpanelen. Den nuvarande panelreaktorn är robust, men det är nödvändigt att utveckla en billig reaktor som kan masstillverkas med bibehållen hållbarhet och säkerhet. Separationsprestandan och energieffektiviteten för gasseparationsprocessen behöver förbättras eftersom separationsmembranet som användes var färdigt och inte designat för denna gasseparationsmodul. Separationsprestandan för väte från väte-syreblandad gas var inte tillräcklig. Separationsprocessen har inget prejudikat, så det finns inget jämförande exempel som innebär att det fortfarande finns utrymme för förbättringar.