فتوسنتز در گياهان و انواع خاصي از جلبک‌ها، فرآيندي است که در آن انرژي خورشيد به انرژي شيميايي تبديل و از دي اکسيد کربن و آب، انواع ساده‌اي از کربوهيدرات‌ها توليد مي‌شود.
در فتوسنتز مصنوعي، با استفاده از نور خورشيد مولکول‌هاي هيدروژن از آب و در برخي از سيستم‌هاي پيشرفته‌تر از متان جدا مي‌شوند. اين شيوه فتوسنتز تاکنون تنها در لابراتوارها قابل استفاده بوده و امکان استفاده تجاري از آن وجود نداشته است.
اما محققان يوليش با گردهم آوردن تمام فناوري‌هاي موجود در زمينه فتوسنتز مصنوعي توانسته‌اند با استفاده از مواد اوليه ارزان قيمت و موجود در بازار، يک سيستم کوچک و جامع بسازند که تمام مولفه‌هاي مورد نياز براي فتوسنتز را دارد.
مساحت قسمت روي اين دستگاه تنها 64 سانتي‌مترمربع است. با وجود اين از طريق اتصال چندين واحد مستقل از اين سيستم مي‌توان يک سيستم پيچيده فوتوالکتروشيميايي توليد کرد که ابعاد آن به چندين مترمربع برسد.
به اين ترتيب هر يک از واحدهاي به کار رفته در سيستم اصلي به اختلاف پتانسيل 1.8 ولت مي‌رسد که مولفه اصلي مورد نياز براي توليد هيدروژن محسوب مي‌شود. اين شيوه در مقايسه با روش‌هاي آزمايشگاهي، کارآيي بالاتري دارد.
در فرآيند فتوسنتز تنها يک درصد از نور خورشيد به انرژي تبديل مي‌شود، در روش‌هاي متداول فتوسنتز مصنوعي، اين ميزان به سه درصد مي‌رسد. اما در نمونه اوليه سيستم محققان يوليش در حدود 3.9 درصد از نور خورشيد به انرژي تبديل مي‌شود.
البته اين ميزان کارآيي به نظر چشمگير نيست، اما تنها نمونه موجود از فناوري فتوسنتز مصنوعي که در حال حاضر قابليت توليد تجاري دارد، همين سيستم است و هنوز فضاي زيادي براي بهينه‌سازي اين سيستم وجود دارد.
محققان معتقدند امکان افزايش کارآيي اين سيستم تا 10 درصد وجود دارد و در صورت استفاده از مواد داراي ساختار پروسکايت، مي‌توان کارآيي سيستم را تا 14 درصد نيز افزايش داد.
گزارش کامل اين تحقيقات در نشريه Nature Communications منتشر شده است.