從我們學習到的知識可以知道，水的分子式為：H2O，即一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成的。如果我們想辦法將組成水分子的氫原子和氧原子分開，那就可以得到氫氣和氧氣，因此水在經過一系列的反應後，是可以燃燒的。那麼問題就來了，既然水是可以燃燒的，那麼未來的我們可不可以用水來當做燃料呢？
將水分解成氫氣和氧氣是一個大家都知道的技術，通過直流電將水電解就可以達到這個目的。早在1800年，科學家尼奧爾生和卡來爾就通過實驗實現了將水電解的過程，1902年，著名的歐瑞康就開始從水中提取氫氣用做商業用途。1934年，科學家法拉第為水電解的現象提供了完整的理論。
然而，如果要將水來當做燃料那又另當另論了。我們先來看一下在電解水然後再將其產生物當做燃料的過程中，能量是如何轉換的。首先將水電解，這時電能轉化為化學能，接著將氫氣燃燒，這時化學能轉化為熱能，然後通過利用氫氣燃燒產生的熱能來推動發電機械，這時熱能轉化為機械能，最後發電機產生電流，這時機械能轉化我們可以利用的電能。以我們現有的技術，在這一系列的能量轉換過程中，必然會損耗很多的能量，比方說我們最初輸入了10焦耳的電能，有可能最終只能得到1焦耳的電能，顯然這是不可行的。
就算是我們能夠做到百分之百的能量轉化，那通過電解水的方式，水也是不可以當做燃料的，根據能量守恆定律，在不計能量損失的情況下，我們最初輸入了多少電能，那最終就只能得到和最初時一樣的能量。那麼用水當做燃料真的就不可行了嗎？其實聰明的科學家們早就想到了辦法。1972年，日本東京大學的兩位教授Fujishima A和Honda K發現了利用太陽能分解水的方法，他們利用半導體的光催化作用來將水分解成了氫氣和氧氣，這個過程被稱為“光解水”。
光解水的原理比較複雜，我們可以來簡單的理解一下。半導體在溫度升高或者受到能量激發的時候，它的一些電子會成為自由電子，同時在這些電子的原來位置留下相同數量的一種叫“空穴”的粒子，空穴這種粒子是半導體獨有的，它帶有和電子電荷量相同的正電。太陽光輻射到半導體上，當輻射量達到一定的程度的時候，半導體內的電子和空穴會發生分離，這些電子和空穴就會和水發生反應並生成氫氣和氧氣。從能量轉化的角度上來看，光解水的過程就是將太陽能轉化為了化學能。為了提高反應的效率，科學家們還會在水裡加入光催化劑，如鉭酸鹽、鈮酸鹽、多元硫化物等。
目前全球從事光解水研究領域的科學家有很多，我國的科學家也在此領域做出了重大的貢獻，2014年1月，國際功能材料量子設計中心的楊金龍教授研究組在《物理評論快報》發表了一項成果，提出了一項全新的利用紅外光線分解水的催化機制。2015年10月，中國科學技術大學的熊宇傑教授設計出一種擁有原子精度的，殼層結構的光催化劑，在提高光解水的效率的同時，又大大降低了光解水的成本。
氫能具有無可比擬的優勢，是一種具有的高效、清潔、可持續的綠色能源。雖然光解水的科技還在研究階段，暫時還不可能大範圍的民用，但是隨著人類文明的發展，全世界對能源的需要量將會越來越高，世界上各國都在重視新能源的開發利用，相信用水當做燃料在不久的將來會變成現實的，讓我們靜靜期待吧。
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