Ya en los años 30 del siglo XX se descubrieron materiales fotocatalizadores basados en óxido de cinc. En 1967, el profesor Kenichi Honda y el estudiante de doctorado Akira Fujishima de la Universidad de Tokio descubrieron que la electrólisis del agua se puede llevar a cabo irradiando electrodos de dióxido de titanio con luz, es decir, el "efecto Honda-Fujishima", lo que abrió la puerta a la aplicación del dióxido de titanio en el campo de la fotocatálisis. En 1972, Nature publicó la investigación de Fujishima y Honda sobre la fotocatálisis en el campo de la fotólisis del agua. Ha abierto un nuevo capítulo en la investigación fotocatalítica.
En 1976, Garey et al. fueron pioneros en la aplicación de fotocatalizadores en el campo de la protección del medio ambiente, utilizando la fotocatálisis para degradar contaminantes en el agua. Desde entonces, se ha convertido en la principal línea de investigación ampliar el campo de aplicación de los materiales fotocatalizadores semiconductores en las ciencias de la vida y convertir la energía luminosa en otra energía.
En 2015, una empresa japonesa desarrolló un nuevo tipo de partículas fotocatalizadoras que se espera que resuelvan el problema de la escasez de agua. Las partículas están compuestas de partículas de zeolita y partículas de dióxido de titanio, que se mezclan completamente en las aguas residuales bajo la irradiación ultravioleta, lo que puede purificar las aguas residuales a un nivel potable. El nuevo equipo de purificación de agua fotocatalizador es bastante simple y eficiente, y puede purificar hasta 3 toneladas de agua en 1 día. Los materiales fotocatalizadores eficientes y limpios han atraído una gran atención en la era de la conservación de la energía.