氢气可通过水的电解分解产生。其中一种选择是使用光电极，将阳光转化为电压，用于所谓的光电化学电池(PEC电池)中的电解。HZB的一个研究小组现已证明，在压力下，PEC电池的效率可以显著提高。

绿色氢人造叶子在压力下变得更好

有些人称之为“人造叶子”：光电化学电池(简称PEC电池)不是像自然界的绿叶那样利用天然的光系统II复合物来利用阳光分解水，而是使用人工的无机光电极来产生从阳光中电解分解水所需的电压。

尽量减少损失

性能最佳的设备已经实现了高达19%的惊人能量转换效率。在如此高的效率下，气泡形成造成的损失开始发挥重要作用。这是因为气泡会散射光，从而妨碍电极的最佳照明。

此外，气泡可能会阻碍电解质接触电极表面，从而导致电化学失活。为了最大限度地减少这些损失，在较高压力下操作设备将有助于减小气泡尺寸。然而，迄今为止报道的所有PEC设备都是在大气压(1巴)下运行的。

加大压力

目前，来自HZB太阳能燃料研究所的一个团队已研究了在PEC相关条件下高压水分解。他们使用气体将PEC流动电池加压至1至10巴之间，并在电解过程中记录了许多不同的参数。他们还开发了PEC过程的多物理模型，并将其与正常压力和高压下的实验数据进行了比较。

该模型现在允许使用参数并识别关键杠杆。“例如，我们研究了工作压力如何影响气泡的大小及其在电极上的行为，”论文第一作者、现发表于《自然通讯》的冯梁博士说。

能源损失减半

分析表明，将工作压力提高至8bar可使总能量损失减半，这可使总效率相对提高5-10%。

“在这种压力下，光散射损失几乎可以完全避免，”梁解释说。“我们还看到产品交叉显著减少，尤其是氧气向对电极的转移。”

然而，在较高的压力下，并没有任何优势，因此该团队建议6-8bar作为PEC电解器的最佳工作压力范围。

“这些发现，特别是多物理模型，可以扩展到其他系统，并将帮助我们提高电化学和光催化设备的效率，”HZB太阳能燃料研究所所长RoelvandeKrol教授说。