Los fotocatalizadores de TiO pueden proporcionar captura, utilización y almacenamiento de carbono al convertir el CO atmosférico en hidrógeno verde, pero la eficiencia de los fotocatalizadores actuales sigue siendo demasiado baja para un uso económico. El TiO anatasa es efectivo en la transferencia de electrones y huecos producidos por el efecto fotoeléctrico a los reactivos debido a sus superficies terminadas en oxígeno. Sin embargo, la banda prohibida del TiO anatasa es de 3.2 eV, lo que requiere fotones con longitudes de onda de 375 nm o menos para producir pares electrón-hueco. Por lo tanto, el TiO está limitado a utilizar una pequeña parte del espectro solar. La ingeniería de tensiones se ha utilizado para diseñar estructuras de núcleo@capas ZrO@TiO con grandes tensiones en la capa de TiO, lo que reduce su banda prohibida pero mantiene facetas octaédricas para la separación de carga y superficies terminadas en oxígeno para la catálisis de reactivos. El análisis de elementos finitos muestra que los grosores de la capa de 4-12 nm son efectivos para obtener grandes tensiones en una gran parte de la capa, siendo las mayores tensiones las que ocurren junto a la superficie de ZrO. Las tensiones en el eje c para capas de 4-12 nm son de hasta el 7%. Las tensiones reducen la banda prohibida en el TiO anatasa hasta 0.35 eV, lo que permite el uso de luz solar con longitudes de onda de hasta 421 nm. Para el espectro estándar AM 1.5, la creación de pares electrón-hueco en capas de TiO de 4 nm de grosor y 10 nm de grosor puede aumentar en un 25% y un 23%, respectivamente. Las capas de 10 nm de grosor proporcionan un volumen mucho mayor de TiO y utilizan proporcionalmente menos ZrO. Además, se podrían agregar resonadores de plasmones superficiales para extender aún más el espectro utilizable y aumentar la producción de pares electrón-hueco muchas veces.