Los procesos termoquímicos solares tienen el potencial de convertir de manera eficiente el calor solar a alta temperatura en combustibles químicos almacenables y transportables, como el hidrógeno. En tales procesos, la energía térmica requerida para la reacción endotérmica es suministrada por energía solar concentrada y las rutas de producción de hidrógeno difieren según el recurso de materia prima. Si bien la producción de hidrógeno aún debería depender de materias primas carbonáceas en un período de transición, la separación termoquímica del agua utilizando reacciones redox de óxido metálico se considera hasta la fecha como uno de los métodos más atractivos a largo plazo para producir hidrógeno renovable para su uso directo en pilas de combustible o para su conversión adicional en combustibles líquidos hidrocarburados sintéticos. Los ciclos redox de dos pasos generalmente consisten en la reducción solar térmica endotérmica de un óxido metálico que libera oxígeno, con energía solar concentrada utilizada como fuente de calor a alta temperatura para proporcionar la entalpía de reacción; y la oxidación exotérmica del óxido reducido con agua para generar hidrógeno. Este enfoque requiere el desarrollo de materiales óxidos redox-activos y térmicamente estables capaces de dividir agua con altas productividades de combustible y tasas de conversión química. Los principales sistemas de óxido metálico de dos pasos relevantes se basan comúnmente en pares redox volátiles (ZnO/Zn, SnO/SnO) y no volátiles (FeO/FeO, ferritas, CeO/CeO, perovskitas). Estos prometedores ciclos de producción de hidrógeno se describen proporcionando una visión general de los sistemas redox de mejor rendimiento, con un enfoque especial en sus capacidades para producir hidrógeno solar con altos rendimientos, rápidas tasas de reacción y estabilidad en el rendimiento termoquímico, así como en las tecnologías de reactores solares desarrolladas para operar los sistemas de reacción sólido-gas.