Så tidlig som på 30-tallet av 1900-tallet har fotokatalysatormaterialer basert på sinkoksyd blitt oppdaget. I 1967 oppdaget professor Kenichi Honda og doktorgradsstudent Akira Fujishima ved University of Tokyo at elektrolyse av vann kan utføres ved å bestråle titandioksidelektroder med lys, nemlig "Honda-Fujishima-effekten", som åpnet døren til applikasjonen av titandioksid innen fotokatalyse. I 1972 publiserte Nature Fujishima og Hondas forskning på fotokatalyse innen fotolyse av vann. Det har åpnet et nytt kapittel innen fotokatalytisk forskning.
I 1976, Garey et al. banebrytende bruken av fotokatalysatorer innen miljøvern, ved å bruke fotokatalyse for å bryte ned forurensninger i vann. Siden den gang har det blitt hovedforskningsretningen å utvide bruksområdet for halvlederfotokatalysatormaterialer i biovitenskap og konvertere lysenergi til annen energi.
I 2015 utviklet et japansk selskap en ny type fotokatalysatorpartikler som forventes å løse problemet med vannmangel. Partiklene er sammensatt av zeolittpartikler og titandioksidpartikler, som er grundig blandet i kloakken under ultrafiolett bestråling, som kan rense kloakken til et drikkbart nivå. Det nye fotokatalysatorvannrenseutstyret er ganske enkelt og effektivt, og kan rense opptil 3 tonn vann på 1 dag. Effektive og rene fotokatalysatormaterialer har tiltrukket seg stor oppmerksomhet i energisparingstiden.