Már a 20. század 30-as éveiben felfedezték a cink-oxid alapú fotokatalizátor anyagokat. 1967-ben Kenichi Honda professzor és a Tokiói Egyetem doktorandusza, Akira Fujishima felfedezte, hogy a víz elektrolízise megvalósítható titán-dioxid elektródák fénnyel történő besugárzásával, nevezetesen a "Honda-Fujishima Effect", amely megnyitotta a kaput az alkalmazás előtt. titán-dioxid a fotokatalízis területén. 1972-ben a Nature publikálta Fujishima és Honda kutatását a fotokatalízisről a víz fotolízisével kapcsolatban. Új fejezetet nyitott a fotokatalitikus kutatásban.
1976-ban Garey et al. úttörő szerepet játszott a fotokatalizátorok alkalmazásában a környezetvédelem területén, fotokatalízis segítségével a vízben lévő szennyező anyagok lebontására. Azóta a fő kutatási irány a félvezető fotokatalizátor anyagok élettudományi alkalmazási területének bővítése és a fényenergia más energiává alakítása.
2015-ben egy japán cég kifejlesztett egy új típusú fotokatalizátor részecskét, amely várhatóan megoldja a vízhiány problémáját. A részecskék zeolit-részecskékből és titán-dioxid-részecskékből állnak, amelyek ultraibolya sugárzás hatására alaposan elkeverednek a szennyvízben, ami iható szintre tudja megtisztítani a szennyvizet. Az új fotokatalizátoros víztisztító berendezés meglehetősen egyszerű és hatékony, és akár 3 tonna vizet is képes megtisztítani 1 nap alatt. A hatékony és tiszta fotokatalizátor anyagok nagy figyelmet keltettek az energiatakarékosság korszakában.