Коли молекули води піддаються фотонам високої енергії, може відбуватися процес, відомий як фотохімічна дисоціація, в результаті чого утворюються водень і кисень. Цей процес має вирішальне значення для утворення водню та кисню, які складають атмосферу Землі.
4.1 Фотохімія. Фотоліз (також званий фотодисоціацією та фоторозкладом) є хімічна реакція, під час якої неорганічна хімічна речовина (або органічна хімічна речовина) розщеплюється фотонами та є взаємодією одного або кількох фотонів з однією молекулою-мішенню.
Фотохімічні реакції відбуваються в поверхневих водах і на опромінених поверхнях органічних або неорганічних субстратів. Передумовою фотохімічних реакцій є поглинання випромінювання. Розділ «Механізми фотохімічних реакцій» пояснює механістичні принципи фотохімічних реакцій.
Дисоціація води – це рівноважна реакція, в якій одна молекула води віддає свій протон іншій молекулі води. Молекула води, яка приймає протон, діє як основа і перетворюється на сполучену кислоту H3O+.
При фотоелектрохімічному (PEC) розщепленні води водень виробляється з води за допомогою сонячного світла та спеціальних напівпровідників, які називаються фотоелектрохімічними матеріалами, які використовують світлову енергію для безпосередньої дисоціації молекул води на водень і кисень.
Фотодисоціація (тобто поділ за рахунок енергії світла) водяної пари на молекулярний водень (H2) і молекулярний кисень (O2) у верхніх шарах атмосфери дозволили водню вийти назовні та призвели до поступового збільшення парціального тиску кисню на поверхні Землі.