O desenvolvimento da sociedade humana tende a demandar um consumo crescente de energia, impondo uma pressão cada vez maior e insustentável sobre os recursos naturais e o meio ambiente, principalmente pela queima de combustíveis fósseis e outras fontes de energia não renováveis e altamente poluentes. Em 2007, o consumo médio de energia foi de 13x10 12 watts, e estima-se que em 2050 esse valor aumentará para 50x10 12 watts, mas a maioria das fontes de energia são insuficientes para acompanhar essa crescente demanda a nível global. Portanto, fontes alternativas eficientes e limpas de energia precisam ser urgentemente criadas para suprir uma parcela cada vez maior dessa demanda de energia para possibilitar o desenvolvimento de uma economia e estado de bem-estar social sustentável. Por exemplo, a energia nuclear é potencialmente perigosa e requer uma grande quantidade de instalações, difíceis de serem construídas com a rapidez necessária, e suprir a demanda energética], além disso a concentração atmosférica de CO2 provavelmente triplicará caso apenas os recursos de energia fóssil sejam utilizados para aquela finalidade. E mesmo a possibilidades do uso da biomassa começam a ser questionadas e passando a ser considerada uma fonte de energia limitada. Portanto, é de extrema importância que a comunidade global se concentre no desenvolvimento de fontes alternativas de energia isentas de carbono, e que tenham um menor impacto sobre o meio ambiente. Dentre os combustíveis renováveis e ambientalmente amigáveis, o hidrogênio é considerado uma fonte de energia ideal devido às suas vantagens únicas, além de ser o elemento mais abundante e leve do nosso planeta o hidrogênio possui o maior poder calorífico (entalpia de combustão padrão, Δ c H θ m (H 2(g) , 298,15 K) = -286 kJmol -1 ). Além disso, o hidrogênio é uma fonte não tóxica e de carbono zero, sendo a água é o único produto de sua combustão e a utilização do combustível hidrogênio não produz emissões de CO 2 e outros poluentes. As fontes de obtenção de H 2 mais comuns e utilizadas de forma.
industrial são através de vapor de metano, decomposição petróleo, gaseificação de carvão, gaseificação de biomassa e water spliting. No entanto, a pureza do hidrogênio obtido a partir da reforma do metano a vapor e da gaseificação de combustíveis fósseis não é satisfatória e emissões maciças de CO 2 podem ser produzidas durante a reação. Como a divisão da água em hidrogênio e oxigênio é uma reação não espontânea (energia livre de Gibbs padrão, Δ r G θ m > 0), a realização da divisão da água depende de energia externa como energia elétrica, energia solar e energia térmica. Considerando-se as alternativas disponíveis, a única fonte de energia real, abundante e inesgotável disponível em nosso planeta é a energia solar. De fato, a quantidade de energia que alcança o nosso planeta a cada hora é maior que a energia atualmente consumida por nossa sociedade durante um ano inteiro. No entanto, o uso direto da energia solar tem vários inconvenientes pois precisa ser concentrada e não pode ser armazenada, sendo geralmente convertida em energia elétrica ou química. De fato, dependemos de um abastecimento de energia contínua e, portanto, de estratégias de armazenamento simples, de baixo custo e fácil uso para que essas alternativas se tornem viáveis. A energia elétrica ainda não pode ser armazenada nas enormes quantidades necessárias mesmo para sustentar a demanda por períodos relativamente curtos, por exemplo de algumas horas e as tecnologias de armazenamento na forma de hidrogênio e catalisadores para tornar os processos de conversão em outras substâncias de alto teor energético (combustíveis) eficientes, ainda precisam ser desenvolvidas. Consequentemente, existem grandes desafios a serem superados para a implementação de uma sociedade mais sustentável baseada no uso da energia solar em larga escala. Nesta perspectiva, a produção sustentável de energia limpa e de fácil armazenamento, que pode abranger as necessidades das gerações futuras, constitui um dos maiores desafios científicos e tecnológicos do século XXI.
