傳統的礦物燃料例如石油和煤，都屬于不可再生資源，經過億萬年才能形成，短期內無法恢復。隨著大規模的開發利用，其儲量會越來越少，最終面臨枯竭。此外，礦物燃料燃燒后會產生大量有害氣體和溫室氣體，不僅會污染環境，還會造成溫室效應。
為了減少對于礦物燃料的依賴，人類正在探索各種新能源，例如太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能等。它們可循環再生，取之不盡，用之不竭，而且清潔環保。
此外，氫氣也被認為是一種非常重要的新一代清潔能源。氫氣燃燒的產物是水，不會對環境造成任何污染。同時，氫氣燃燒的熱值高居各種燃料之冠，據測定，每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8J，為石油熱值的3倍多。氫氣可通過風能或者太陽能電解水的方式持續生產。生產出的氫氣可存儲起來，用于氫燃料電池汽車或者根據需要轉化為電力。
但是對于研究人員來說，讓氫氣在大規模應用時變得可靠且便宜，是一項極具挑戰性的任務。高效的太陽能制氫需要稀有且昂貴的材料（無論是對太陽能電池還是催化劑來說），來采集能量然后再轉化這些能量。近日，瑞士洛桑聯邦理工學院可再生能源科學與工程（LRESE）實驗室的科學家們提出一個想法：以低成本的方式在給定區域聚集太陽輻射以生成大量氫氣。他們開發出一種改進的光電化學系統，使用時結合聚集的太陽光以及智能熱管理系統，能以17%轉化率以及前所未有的功率和電流密度，將太陽能轉化為氫氣。此外，他們的技術穩定，并可以應對日常太陽輻射的隨機動態變化。前不久，他們的研究成果發表在《自然能源（Nature Energy）》期刊上。論文合著者之一的 Saurabh Tembhurne 表示：“在我們的設備中，一薄層的水用于冷卻太陽能電池。系統的溫度保持相對較低，使太陽能電池可以表現出更好的性能。”
LRESE 的研究員 Fredy Nandjou 補充道：“與此同時，水獲得的熱量轉移至催化劑，從而改善化學反應并提升氫氣的生產率。”因此，在轉換過程的每一步中，氫氣的生產都得到了優化。
科學家們采用 LRESE 獨特的太陽光模擬器，來演示他們設備的穩定性能。實驗室級的演示成果讓人感到非常有前景。設備一直在升級，現在已經在 EPFL 洛桑校區進行戶外測試。研究團隊安裝了一個直徑為7米的拋物面反射鏡，它能千倍地聚焦太陽輻射并驅動設備。測試正在進行中。
研究人員利用開放的接口去監測系統的瞬間性能。作為他們研究的一部分，科學家們也進行了技術和經濟可行性研究，并開發了一個稱為“SPECDO（太陽能光電化學設備優化）”的開源軟件項目。這個項目可以幫助工程師們設計低成本的光電化學系統組件，利用太陽能制氫。此外，他們還提供了一個稱為“SPECDC（太陽能光電化學設備對比）”的動態基準測試工具，用于對比和評估所有的光電化學系統示例。科學家們經過評估認為，他們的系統可運行超過3萬小時，約4年，無需更換任何部件。如果更換某些部件的話，該系統可以運行達20年。他們的太陽能聚光器可以旋轉并追蹤天空中的太陽。
LRESE 該項目負責人 Sophia Haussener 解釋道：“在晴天，我們的系統每天可以產生1千克氫氣，這些氫氣足夠一輛氫動力汽車行駛100千米到150千米。”
對于分布式、大規模的氫氣生產來說，幾個聚光器系統可以結合到一起，在化工廠生產氫氣，或者為氫氣站生產氫氣。Tembhurne 和 Haussener 正在計劃通過一個稱為“SoHHytec”的衍生公司，讓他們的技術從實驗室走向工業生產。