Fotoelektrolýza se provádí ve fotoelektrochemických článcích , když se k elektrolýze používá světlo . Jinými slovy, fotoelektrolýza je přeměna světla na elektrický proud a rozklad molekul pomocí tohoto proudu.
Přitažlivost fotoelektrolýzy pro mnoho inženýrů a technologů je její vhodnost pro elektrolýzu vody na vodík a kyslík . (V tomto případě je proces známý jako rozklad vody .) Dosažení vodíkové ekonomiky vyžaduje účinný a levný způsob výroby vodíku z přírodních zdrojů bez použití fosilních paliv . Fotoelektrolýza je často považována za metodu, která zcela vyhovuje tomuto stavu. (Pro srovnání, parní reformování využívá k výrobě vodíku konvenční fosilní paliva.) Fotoelektrolýza je často obrazně nazývána jako „ svatý grál “ vodíku pro svůj potenciál být životaschopnou alternativou k ropě jako zdroji energie ; takový zdroj energie, který není spojen s nežádoucími sociálně -politickými efekty, jako je ropa při její těžbě a využití.
Někteří vědci pracují na implementaci fotoelektrolýzy nanotechnologickými metodami . Se správnými polovodiči může nanofotoelektrolýza vody jednoho dne dosáhnout vyšší účinnosti než tradiční fotoelektrolýza. Polovodiče s potenciální bariérou menší než 1,7 eV mohou být údajně účinné pro nanofotoelektrolýzu využívající Slunce .