การศึกษาของมหาวิทยาลัยชิบะในญี่ปุ่นได้นำมามาซึ่งความก้าวหน้าหน้าครั้งสำคัญสำหรับการผลิตไฮโดรเจนขนาดใหญ่จากน้ำ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าว่าการปรับเปลี่ยนแคโทดแพลตตินัมด้วยเบสพิวรีนตามธรรมชาติ (เช่น คาเเฟอีนและทีโอฟิลลีน) สามารถเพิ่มกิจกรรมปฏิกิริยาวิวัฒนาการไฮโดรเจน (HER) ได้มากกว่ากว่าสี่เท่า ในขณะที่ลดการใช้แพลตตินัมในเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งมีส่วนช่วยลดต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียว.
ปัจจุบัน การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำเผชิญกับความท้าทายทางเศรษฐกิจเนื่องจากต้นทุนเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ที่สูง โดยราราคาอาจสูงถึง 2,000–2,600 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ในปี 2024 กรมพลังงานสหรัฐฯ (DOE) ได้กำหนดเป้าหมายเพื่อลดต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียวเหลือ 2 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมภายในปี 2025 และ 1 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมภายในปี 2030 การวิจัยนี้ นำโดยดร. เคนซุเกะ ทานากะ และศาสตราจารย์มามาซาชิ นากามูระ จากบัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยชิบะ ได้รับการเผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันที่ 4 กันยายน 2025 และปรากฏในวารสาร International Journal of Hydrogen Energy เล่มที่ 172 เมื่อวันที่ 26 กันยายน
หลักการทางเทคนิคอยู่ที่: ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ไอออนไฮโดรเจน (H⁺) ต้องถูกดูดซับบนตัวเร่งปฏิกิริยาก่อน; ในสื่ออัลคาไลน์ การทำลายพันธะ O–H ของน้ำโดยตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มการบริโภคพลังงาน อย่างไรก็ตาม อนุพันธ์ของพิวรีน (เช่น คาเฟอีน แซนทีน พิวรีน ทีโอฟิลลีน และทีโอโบรมีน) สามารถส่งเสริมการดูดซับไฮโดรเจนและเร่งปฏิกิริยาได้แม้ในสภาวะอัลคาไลน์ ในจำนวนนี้ พิวรีนและทีโอฟิลลีนเพิ่มกิจกรรม HER ขึ้น 4.2 เท่าและ 5 เท่า่าตามลำดับ การวิเคราะห์โครงสร้างเปิดเผยว่าโมเลกุลพิวรีนสร้างเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนแบบกรงกับน้ำโดยรอบ ซึ่งช่วยในการกำจัด OH⁻ และลดพลังงานกั้นสำหรับ HER
ศาสตราจารย์มาซาชิ นากามูระ ชี้ให้เห็นว่าว่าความหายากของแพลตตินัมจำกัดการขยายขนาดของเทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิสน้ำและเซลล์เชื้อเพลิงการลดปริมาณแพลตตินัมที่ใช้เป็นกุญแจสำคัญ วิธีนี้ใช้วัสดุที่มีตามธรรมชาติอย่างอุดมสมบูรณ์ ผสมผสานระหว่างการขยายขนาดและความคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ซึ่งสามารถทั้งลดต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนและปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของระบบผลิตไฮโดรเจน มีความสำคัญอย่างมากสำหรับการบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอนผ่านการอิเล็กโทรลิซิสน้ำที่ใช้พลังงานหมุนเวียน
