في ظل خلفية من " اثنين من الكربون " الهدف و الكيمياء الخضراء المد والجزر ، ضوئي التكنولوجيا يصبح التركيز في مجال البحث العلمي والصناعة لأنه يمكن استخدام الطاقة الشمسية لدفع التفاعلات الكيميائية والحد من الاعتماد على الطاقة التقليدية . أما المعدات الأساسية لهذه التكنولوجيا ، مفاعل حفاز ضوئي ليس فقط " مصنع مصغرة " لاستكشاف آلية التفاعل في المختبر ، ولكن أيضا " محور رئيسي " الصناعية توسيع الإنتاج الأخضر .
جوهر أخرى مفاعل هو كفاءة تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية . جوهر الاختراع يكمن في المدمج في حفاز ضوئي ( مثل تيو ₂ g-c ₃ n ₄ , أو الكم نقطة المواد ) والتحكم في نظام مصدر الضوء : عندما ضوء الطول الموجي محددة ( الأشعة فوق البنفسجية ، مرئية أو بالقرب من الأشعة تحت الحمراء ) هو المشع من قبل حفاز ضوئي ، طاقة الفوتون يحفز المحفز لتوليد زوج الإلكترون حفرة ، هذه الأنواع النشطة تتفاعل مع جزيء المتفاعلة ، مما يؤدي إلى الأكسدة ، والحد من تكسير فعل ، وأخيرا تحقيق مادة التحويل . تصميم خاص من المفاعل يضمن إمكانية التحكم في هذه العملية - تجويف مغلق يمنع الضوء الشارد من التدخل ، نظام التحكم في درجة الحرارة يحافظ على درجة حرارة التفاعل الأمثل ( عادة 25-200 ℃ ) ، وحدة التحريك يضمن أن المواد المتفاعلة في اتصال موحد مع محفز ، في حين أن الغاز / السائل مدخل ومخرج يدعم التدفق المستمر أو دفعة العملية .
أداء أخرى مفاعل يعتمد على التعاون من ثلاث وحدات رئيسية : أولا ، نظام مصدر الضوء ، بما في ذلك ارتفاع ضغط مصباح الزئبق ( الأشعة فوق البنفسجية ) ، أدى مجموعة ( الطول الموجي للتخصيص ، مثل 365nm 420nm ) و محاكاة الشمسية ، أدى انخفاض استهلاك الطاقة ، وحياة طويلة ، ودقة التحكم في الضوء أصبح التيار الرئيسي . ثانيا ، هيكل المفاعل ، مختبر الصف معظمها مصنوعة من الزجاج ( من السهل مراقبة ) ، الصف الصناعية تعتمد الفولاذ المقاوم للصدأ + الكوارتز نافذة ( مقاومة الضغط العالي ، ومقاومة التآكل ) ، وتحسين كفاءة النقل الجماعي . ثالثا ، نظام الرصد ، مجهزة على الخط الطيفي ( في الوقت الحقيقي تتبع المنتجات الوسيطة ) ، وأجهزة استشعار الضغط / درجة الحرارة ، وحدة جمع البيانات ، لتحقيق عملية رد الفعل " التصور " و " التتبع " .
في مجال البحث العلمي ، مفاعل حفاز ضوئي هو أداة هامة في البحث عن مواضيع مثل الحد من إنتاج الميثانول من co ₂ التحلل المائي لإنتاج الهيدروجين ، وتدهور الملوثات العضوية ، وهلم جرا . على سبيل المثال ، من خلال التحكم في الطول الموجي مصدر الضوء و محفز التحميل ، والباحثين قد نجحت في زيادة معدل التحويل إلى أكثر من 20 في المائة ، من أجل توفير إمكانية " دورة الكربون الاصطناعية " . على الجانب الصناعي ، تطبيق السيناريو هو التوسع السريع : في صناعة الطاقة الجديدة ، الأخضر التوليف من المواد الكاثود بطارية ليثيوم أيون ( على سبيل المثال ، ليثيوم الحديد الفوسفات ) ؛ في مجال حماية البيئة ، والطباعة والصباغة ومعالجة مياه الصرف الصحي والغاز من المركبات العضوية المتطايرة . المجال الطبي يساعد على التحكم في الضوء انتقائية توليف مراوان المخدرات ، ويقلل من إنتاج المنتجات .
في الوقت الحاضر ، photocatalytic المفاعل هو النامية نحو " كفاءة عالية ، intelligentized وحدي " : نوع جديد من مركب مصدر الضوء ( مثل الليزر المستحثة ) يزيد من كفاءة استخدام الطاقة ، منظمة العفو الدولية الخوارزمية يحسن رد فعل المعلمات ( مثل شدة الضوء ، الإقامة في الوقت ) ، في حين أن microcatalytic المفاعل يدفع تدفق عالية الفرز والفردية التوليف . جسر يربط بين البحوث الأساسية والتصنيع الأخضر ، ليس فقط الناقل الابتكار التكنولوجي ، ولكن أيضا خطوة هامة نحو " صفر الكربون الكيمياء " .