對人類健康和舒適至關重要的許多化學品的製造消耗了化石燃料，從而導致了開採過程、二氧化碳排放和氣候變化。一種新方法利用陽光將廢棄的二氧化碳轉化為這些所需的化學品，可能透過兩種方式減少排放：透過使用不需要的氣體作為原材料和陽光，而不是化石燃料，作為生產所需的能源。
由於陽光啟用催化劑（或光催化劑）的進步，這一過程正變得越來越可行。近年來，研究人員開發出了光催化劑，可以打破二氧化碳中碳和氧之間頑固的雙鍵。這是建立“太陽能”煉油廠的關鍵第一步，這些煉油廠可以利用廢氣生產有用的化合物，包括“平臺”分子，這些分子可以作為合成各種產品的原材料，如藥品、洗滌劑、肥料和紡織品。
光催化劑通常是半導體，需要高能紫外光來產生二氧化碳轉化過程中涉及的電子。然而，紫外光既稀缺（僅佔陽光的 5%），又是有害的。因此，開發可在更豐富和良性的可見光下工作的新型催化劑已成為一個主要目標。透過對現有催化劑（如二氧化鈦）的成分、結構和形態進行精細工程設計，這一需求正在得到滿足。雖然二氧化鈦僅在紫外光照射下才能有效地將二氧化碳轉化為其他分子，但摻雜氮可以大大降低所需的能量。改變後的催化劑現在只需要可見光即可產生廣泛使用的化學品，如甲醇、甲醛和甲酸——這些化學品在粘合劑、泡沫、膠合板、櫥櫃、地板和消毒劑的製造中 collectively important.
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目前，太陽能化學研究主要發生在學術實驗室中，包括加州理工學院與勞倫斯伯克利國家實驗室合作運營的聯合人工光合作用中心；由荷蘭的大學、工業界、研究和技術組織組成的名為 Sunrise 聯盟的合作組織；以及德國米爾海姆的馬克斯·普朗克化學能量轉換研究所的異相反應部門。一些初創公司正在研究將二氧化碳轉化為有用物質的不同方法——即應用電力來驅動化學反應。如果電力來自化石燃料燃燒，那麼使用電力為反應提供動力顯然不如使用陽光環保，但依靠光伏發電可以克服這一缺點。
在未來幾年，陽光碟機動的二氧化碳轉化為化學品方面的進展肯定會被初創公司或其他公司商業化和進一步發展。然後，化學工業——透過將今天被認為是廢棄物的二氧化碳轉化為有價值的產品——將朝著成為真正的、無廢棄物的迴圈經濟的一部分邁進一步，並幫助實現產生負排放的目標。