浅池型反应器以太阳光作为光源，采用TiO2与废水的悬浮体系或者将负载了TiO2的玻璃纤维网浸没在水面下。浅池型反应器的处理容量比平板型反应器大，更有希望应用于工业废水处理。然而，不管TiO2是悬浮态还是固定在基材上，由于光的透射能力有限，所以浅池不能太深。要想进一步提高反应器的处理容量，唯一的途径是扩大光照面积，这又将导致浅池占地面积过大。还有一种喷泉型反应器，光催化剂与废水的悬浮液由特殊设计的喷嘴喷出，形成平滑、近似水平且径向扩展的喷泉。太阳光穿过反应器上方的透明窗口照射在喷泉上，光子吸收效率相当于平板式光反应器。喷嘴的特殊设计避免了光催化剂在喷嘴上结垢。这样的结构可充分发挥光催化剂的效率，氧气的传质速率也很高，解决了一般平板反应器存在的层流传质限制问题。这种反应器安装方便，只需要将这些喷嘴分布在露天的污水池中，所以特别适用于大规模太阳能光催化净化水处理工厂。
(3)污染物光催化降解条件的优化。为了优化光催化降解条件，提高污染治理效率，防止降解过程中产生有毒有害污染物带来的二次污染，需要研究有机物的光催化降解机理，确定反应各步骤的反应产物及反应速率常数，考察各种因素对有机物光催化降解速率的影响。在考察有机物光催化降解速率时，各种环境污染指标如TOC(总有机碳)、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)的变化速率和CO2的释放速率被用来表征有机物的降解速率。对不同条件下污染物光催化降解速率的研究发现，合适的催化剂投加量不仅能提高污染物的降解效率，而且能提高治理的经济效益。辐照度越大，光催化降解效率越高。适当提高溶解氧浓度能促进有机物的光降解，另外，溶液pH值也是影响光催化降解效率的重要因素。溶液中存在的无机离子大多对有机物的光催化降解起抑制作用。因此，在污水的光催化降解治理中，应根据污水实际的物理化学状况，优化降解条件。
4.光催化降解在环境污染治理中的应用前景
光催化降解在环境污染治理方面的应用尚处于起步阶段，而且目前还存在诸多需要研究解决的问题，如：提高半导体催化剂的光催化活性以便充分利用太阳能，制造价廉、实用、能够满足一定规模污水处理的反应装置，科学地优化光催化降解条件等。但光催化降解法具有可在常温常压下进行，可利用太阳能，光敏半导体来源广泛、价格较低、回收利用技术简单，污染治理彻底等优点，它在环境污染治理中有广阔的应用前景。
三、光催化消除环境污染物制氢
1.光催化直接分解污染物制氢
1982年，Gratzel等报道了在碱性溶液中CdS半导体上，光催化分解H2S产生H2和S，这引起了人们极大的兴趣。这一反应不仅可以作为以燃料H2的形式收集和储存太阳能，同时为从H2S中回收硫黄提供了一条重要途径。张谊华等用CdS、V2O5／TiO2和V2O5／Al2O3为催化剂，以连续流动进H2S气体系统，在室温下研究了Xe等照射含有催化剂的NaOH水溶液，H2S光催化分解为H2气体和元素S的反应。实验结果表明，这一方法是可行的。只要连续或间断地除去元素S，提高催化剂的寿命，就可以实现光催化分解H2S制氢的目标。
2．以污染物作牺牲剂光催化分解水制氢
由于目前太阳能光催化分解纯水还没有获得突破性进展，因此，选择合适的廉价电子给体就成为提高光催化分解水制氢效率的关键，而把水中污染物作为电子给体可以一举两得，能够实现同时消除污染和制氢的双重目标。
以水中污染物作为电子给体有两类：一类是石油化工过程排放的含硫化合物，这类污染物在以硫化物半导体作为光催化剂时是很好的电子给体。另一类是水体中的有机污染物如甲醇、甲醛、甲酸和草酸等。李越湘等研究了Pt／TiO2悬浮体系中单组分和双组分污染物为电子给体光催化分解水制氢反应，发现单组分电子给体的光催化放氢活性顺序为：草酸>；甲酸>；甲醛，放氢活性与其吸附行为有关。而草酸和甲酸双组分体系放氢和污染物降解动力学与它们在TiO2表面的吸附强度和浓度有关。
(第四节 )其他
一、太阳能在航空航天方面的应用
航天器电源的选择取决于航天器用电系统的工作寿命、负载特性和负载要求、太阳辐射情况、工作环境、重量、体积和结构等因素。目前已发射的航天器中90％是人造地球卫星。人造地球卫星多采用化学电源和太阳电池阵电源。载人飞船和航天飞机多采用氢氧燃料电池，其每组电池峰值高达12kW，无维护工作时间大于2500h，并且具有多次启动和停机功能。地球轨道航天器如空间站、长寿命卫星(10～15年)，多采用太阳电池阵电源系统，即太阳电池阵和蓄电池组合系统。
众所周知，在地球的外层空间(150km以外)，太阳辐照度为地面的113～117倍(1360W／m2)，采用太阳电池阵供电输出功率大、寿命长并可减轻航天器重量，与蓄电池组合可以解决航天器进入地球阴影区时的供电问题。镉镍蓄电池组是太阳电池阵电源系统必不可少的组成部分。它在光照区储能，在阴影区为卫星供电。
装有太阳帆的航天器以阳光作动力，不需要火箭，也不需要燃料，只要展开一个仅有100个原子厚的巨型超薄航帆，即可从取之不尽的阳光中获得持续的推力飞向宇宙空间。它飞行起来很像大洋中的帆船，改变帆的倾角即可调整前进方向。而且只要几何形状和倾角适当，它可以飞向包括光源在内的任何方向。借助阳光的推力，这种航天器可以飞向太阳系的边缘并进入星际空间，如果辅以从地球轨道射出的强力激光束，它可以飞得更远，直至到达离太阳系最近的恒星。
二、光合仿生农膜
为了提高大棚作物的产量，许多科技工作者分别从水、土、肥、温度等不同角度进行了大量的科学研究，并取得许多喜人的结果。但是，长期以来农用薄膜品种单一，效果未能进一步改善。20世纪90年代前后，国内外科技工作者相继开展了所谓多功能薄膜研究，但多是从防老化、光线调节、防雾滴及保温、防病虫害、防紫外线等方面着手，对如何提高农膜的光能利用效率却一直少有人问津。究其原因，这是一项集光生物学、光化学、光物理、材料科学与农业科学为一体的综合边缘学科，课题难度大。近几年虽然也有一些科学工作者在进行高光效膜的研制，但大多数从提高棚膜的透光率及通过转光作用来提高棚内温度，借以提高作物的产量，并未涉及或较少涉及光生物学——人类与动物赖以生存的地球上最大规模利用太阳能的光合作用。
大阳照射到地球上相对量较大的光的波长范围在350～750nm范围。人们眼睛所感觉到的光的波长范围在400～700nm，这就是可见光，而恰恰是这种可见光才具有生物化学价值。因为它也正是植物光合作用所需要的光的波长范围。
植物进行光合作用的器官是叶绿体，叶绿体靠其本身的主要色素——叶绿素来吸收光能，在它所吸收的可见光中，其最大吸收区域是在蓝光(约400nm)部分和红光(约680nm)部分，但450～600nm范围的光(即黄绿光)，则由一些辅助色素(如胡萝卜素、叶黄素、叶绿索b等)来吸收，然后传递给叶绿素a，再供叶绿体进行光合作用，以提高太阳光中可见光的能量利用率。
三、纳米技术和太阳能利用
纳米技术的研究和开发对太阳能的利用也有重大的推动作用。纳米技术可以提高太阳光的吸收效率，减少反射率，这对太阳能光电和光热利用方面都会有促进作用。
纳米技术能降低材料的熔点，对储能材料的使用和新储能材料的发现产生重大影响。利用纳米材料作电极可有效改善和提高化学电池、燃料电池和光化学电池的效率。纳米技术可以改变陶瓷材料的性能，增加其韧性，可用其作为太阳能电池材料。
总之，太阳能利用在21世纪会有很大的发展，而纳米技术的发展则会对其有重要的促进作用。
