传统的矿物燃料例如石油和煤，都属于不可再生资源，经过亿万年才能形成，短期内无法恢复。随着大规模的开发利用，其储量会越来越少，最终面临枯竭。此外，矿物燃料燃烧后会产生大量有害气体和温室气体，不仅会污染环境，还会造成温室效应。
为了减少对于矿物燃料的依赖，人类正在探索各种新能源，例如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们可循环再生，取之不尽，用之不竭，而且清洁环保。
此外，氢气也被认为是一种非常重要的新一代清洁能源。氢气燃烧的产物是水，不会对环境造成任何污染。同时，氢气燃烧的热值高居各种燃料之冠，据测定，每千克氢燃烧放出的热量为1.4*10^8J，为石油热值的3倍多。氢气可通过风能或者太阳能电解水的方式持续生产。生产出的氢气可存储起来，用于氢燃料电池汽车或者根据需要转化为电力。
但是对于研究人员来说，让氢气在大规模应用时变得可靠且便宜，是一项极具挑战性的任务。高效的太阳能制氢需要稀有且昂贵的材料（无论是对太阳能电池还是催化剂来说），来采集能量然后再转化这些能量。近日，瑞士洛桑联邦理工学院可再生能源科学与工程（LRESE）实验室的科学家们提出一个想法：以低成本的方式在给定区域聚集太阳辐射以生成大量氢气。他们开发出一种改进的光电化学系统，使用时结合聚集的太阳光以及智能热管理系统，能以17%转化率以及前所未有的功率和电流密度，将太阳能转化为氢气。此外，他们的技术稳定，并可以应对日常太阳辐射的随机动态变化。前不久，他们的研究成果发表在《自然能源（Nature Energy）》期刊上。论文合著者之一的 Saurabh Tembhurne 表示：“在我们的设备中，一薄层的水用于冷却太阳能电池。系统的温度保持相对较低，使太阳能电池可以表现出更好的性能。”
LRESE 的研究员 Fredy Nandjou 补充道：“与此同时，水获得的热量转移至催化剂，从而改善化学反应并提升氢气的生产率。”因此，在转换过程的每一步中，氢气的生产都得到了优化。
科学家们采用 LRESE 独特的太阳光模拟器，来演示他们设备的稳定性能。实验室级的演示成果让人感到非常有前景。设备一直在升级，现在已经在 EPFL 洛桑校区进行户外测试。研究团队安装了一个直径为7米的抛物面反射镜，它能千倍地聚焦太阳辐射并驱动设备。测试正在进行中。
研究人员利用开放的接口去监测系统的瞬间性能。作为他们研究的一部分，科学家们也进行了技术和经济可行性研究，并开发了一个称为“SPECDO（太阳能光电化学设备优化）”的开源软件项目。这个项目可以帮助工程师们设计低成本的光电化学系统组件，利用太阳能制氢。此外，他们还提供了一个称为“SPECDC（太阳能光电化学设备对比）”的动态基准测试工具，用于对比和评估所有的光电化学系统示例。科学家们经过评估认为，他们的系统可运行超过3万小时，约4年，无需更换任何部件。如果更换某些部件的话，该系统可以运行达20年。他们的太阳能聚光器可以旋转并追踪天空中的太阳。
LRESE 该项目负责人 Sophia Haussener 解释道：“在晴天，我们的系统每天可以产生1千克氢气，这些氢气足够一辆氢动力汽车行驶100千米到150千米。”
对于分布式、大规模的氢气生产来说，几个聚光器系统可以结合到一起，在化工厂生产氢气，或者为氢气站生产氢气。Tembhurne 和 Haussener 正在计划通过一个称为“SoHHytec”的衍生公司，让他们的技术从实验室走向工业生产。
