Caltech公司、ETH Zürich公司和Paul Scherrer研究院于2010年12月24日宣布，推出一種太陽能反應器，可用二步法太陽能驅動的熱化學法從水和二氧化碳生產燃料，這一開發成果已發表在《科學》雜志上，該方法可穩定而快速地生產燃料超過500次循環。太陽能生產燃料效率達0.7%~0.8%，這一效率主要受系統規模和設計限制，而不是其化學性限制。

　　該系統的基礎是太陽能驅動的熱化學循環，采用非化學計量的二氧化鈰(CeO2)使H2O 和CO2離解。這種反應器設計可使多孔的二氧化鈰直接暴置在聚集的太陽光輻射下，使其加熱至1,420 ~ 1,640 °C，從而從其網格釋放出氧氣。這種材料然后很容易地從CO2和H2O奪取氧原子，而分別形成CO和氫氣，CO和氫氣可組合生成燃料。

　　這種太陽能驅動的熱化學途徑使CO2和H2O離能本質上可在高溫下操作，并可使用整個太陽能光譜，為此，它們為利用太陽能生產燃料，可在貴金屬催化劑二氧化鈰(CeO2)存在下實現高速率和高效率地生產，從而具有吸引力，二氧化鈰(CeO2)可作為二步法熱化學循環高度有吸引力的氧化還原活性材料，這是因為它具有氧化和還原相二種機制。

　　研究人員業已驗證了從CO2和H2O使用太陽能反應器在直接的集聚太陽光輻射下來高產率地生產太陽能基燃料，可望應用于大規模的工業化生產，而無需復雜的材料微型結構和系統設計（如附加的急冷或分離步驟）。

　　該太陽能制燃料能源轉化效率由CO2離解獲取，其效率比現代化的光催化途徑要高出約2個數量級。

　　按重量分析的產氫量也超過其他太陽能驅動熱化學過程1個數量級以上。