光热解水制氢（photopyrolysis water splitting），理学-化学-物理化学-能源化学-[光催化]-光热解水制氢，利用太阳能提供热量热裂解水分子的方式生成氢气的化学反应。太阳能光热转换是高效、成熟的太阳能利用手段，通过聚光阵列等方法，可以将反应器加热至数千度。利用高温分解水分子，可以将光热转换进一步变为光化学能转换。光热解水原料为水与太阳能，得到的是零污染、易储存和运输的能源氢气，是一种环境友好的、具有潜在高效用的太阳能存储方案。在热力学平衡态下，水分子的分解反应为：当无外界做功而要求平衡自发向右进行时，吉布斯自由能的变化要小于等于0，即考虑气态水分子的分解〔ΔH=242千焦/摩，ΔS=44焦/（摩·开）〕，在一步反应的前提下，水裂解反应温度需要达到3000K左右，且高温H2与O2同时产生，分离较为困难。=通过多步循环反应，来降低反应温度。