Entre los procesos para producir hidrógeno y oxígeno a partir del agua mediante el uso de energía solar, la separación del agua tiene la ventaja de llevarse a cabo en un solo paso. Según la termodinámica, este proceso exhibe conversiones de interés práctico a temperaturas muy altas y necesita sistemas de separación eficientes para separar los productos de reacción, hidrógeno y oxígeno. En este trabajo conceptual, se investiga el comportamiento de un reactor de membrana que utiliza dos membranas perm-selectivas para hidrógeno y oxígeno en el rango de temperatura de 2000-2500 grados C de interés para acoplar este dispositivo con receptores solares. Se ha evaluado el efecto de la presión de reacción a 0.5 y 1 bar, mientras que la presión del permeado se ha fijado en 100 Pa. Como primer resultado, el uso de la membrana perm-selectiva para oxígeno, además de la de hidrógeno, ha mejorado significativamente la conversión de reacción que, por ejemplo, a 0.5 bar y 2000 grados C, pasa del 9.8% al 18.8%. Basado en estos datos críticos, se presenta un diseño preliminar de un reactor de membrana que consiste en una membrana tubular de Ta separando el hidrógeno y una cámara de hafnia separando el oxígeno: la temperatura óptima de operación del reactor resulta ser alrededor de 2500 grados C, un valor que hace impracticable su acoplamiento con receptores solares incluso en vista de un desarrollo optimista de esta tecnología. El estudio ha verificado que a 2000 grados C, con un caudal de alimentación de agua de 1000 kg h-1, se producen alrededor de 200 y 100 m3 h-1 de hidrógeno y oxígeno. En este caso, se requiere una superficie de la membrana de hafnia del orden de cientos de m2: el diseño de tal dispositivo de membrana puede ser factible al considerar configuraciones especiales del reactor.