在前期高效光催化剂研究取得重要进展基础上，进一步深入研究低成本可见光响应光催化剂合成与利用太阳能直接光催化分解水制氢体系构建中的关键热物理问题，为实现直接太阳能光解水大规模制氢打下坚实基础。通过理论研究和实验验证建立一套有效的催化剂设计方案，着重发展无需负载贵金属的可见光响应光催化剂,大幅度降低光催化剂合成成本并实现规模制备。研制出一套聚光太阳能与光催化耦合型直接太阳光照连续流光催化分解水制氢反应体系，重点研究解决体系中氢气泡产生、聚合、流动，以及耦合系统内催化剂颗粒、氢气、反应流体相混合的气、液、固三相流动体系的流动与能量传输等问题，通过不断优化系统内光催化剂粒度分布、加载方式及加量，反应流体流速与温度，反应器结构与循环方式等，完善聚光太阳能直接光解水连续流反应制氢体系，实现太阳能的高效利用。