כבר בשנות ה-30 של המאה ה-20 התגלו חומרים פוטו-קטליזטורים המבוססים על תחמוצת אבץ. בשנת 1967, פרופסור קניצ'י הונדה והדוקטורנט אקירה פוג'ישימה מאוניברסיטת טוקיו גילו שניתן לבצע אלקטרוליזה של מים על ידי הקרנת אלקטרודות טיטניום דו חמצני באור, כלומר "אפקט הונדה-פוג'ישימה", שפתח את הדלת ליישום של טיטניום דו חמצני בתחום הפוטוקטליזה. ב-1972 פרסם נייצ'ר את המחקר של פוג'ישימה והונדה על פוטו-קטליזה בתחום הפוטוליזה של מים. זה פתח פרק חדש במחקר פוטו-קטליטי.
בשנת 1976, Garey et al. היו חלוצים ביישום פוטו-זרזים בתחום הגנת הסביבה, תוך שימוש בפוטו-קטליזה לפירוק מזהמים במים. מאז, זה הפך לכיוון המחקר העיקרי להרחיב את תחום היישום של חומרי photocatalyst מוליכים למחצה במדעי החיים ולהמיר אנרגיית אור לאנרגיה אחרת.
בשנת 2015 פיתחה חברה יפנית סוג חדש של חלקיקי פוטו-קטליזטור שצפויים לפתור את בעיית המחסור במים. החלקיקים מורכבים מחלקיקי זאוליט וחלקיקי טיטניום דו חמצני, המעורבבים היטב בביוב בקרינה אולטרה סגולה, שיכולה לטהר את הביוב עד לרמה ראויה לשתייה. הציוד החדש לטיהור מים photocatalyst הוא די פשוט ויעיל, ויכול לטהר עד 3 טון מים ביום אחד. חומרי פוטו-קטליזטור יעילים ונקיים משכו תשומת לב חזקה בעידן של שימור אנרגיה.