太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应,不停地释放出巨大的能量,并不断向宇宙空间辐射能量,这种能量就是太阳能。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余的到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。
从本质上讲,太阳能燃料是将来自太阳的能量转化为一种可储存、可使用的能源形式,如液体燃料。想象一下,一块硅电池太阳能电池板产生的电力来驱动水电解器(而不是送入电网),电解器再将水分解成氧和氢,后者可以转化为氢燃料。这是一种简单的太阳能燃料,所使用的是当前通用技术。
通常情况下,参与单线态裂变的分子并不复杂:红色汽车漆中使用的分子便是有效例证。在传统硅太阳能电池中利用单线态裂变,比如在电池上覆以涂层,可以将其最大效率提高达12%。
生产太阳能燃料可能需要通过集成系统,将导致气候变化的二氧化碳从大气中分离出来,并将其转化为甲醇或一氧化碳,这是化学工业中经常使用的。原则上,这有助于取代化石燃料,并减少二氧化碳排放,缓解气候变化。Wasielewski称,生产太阳能燃料时,不必局限于有太阳能电池板的集中式设施。最终可能会出现一些系统,将阳光吸收机制和燃料的化学转化机制整合至一层膜中。