Thiết kế của lá mô phỏng quá trình quang hợp dưới nước của các thực vật thủy sinh, tách nước thành hydro và oxy. Ánh nắng mặt trời được thu bằng các điện cực quang kép, trong đó một cặp cực dương quang học hấp thụ năng lượng mặt trời.

Các electron tự do bị kích thích bởi ánh nắng mặt trời, được truyền qua chất bán dẫn và được sử dụng để xúc tác phản ứng hóa học tách nước. Kết quả cuối cùng tạo ra nhiên liệu hydro giá rẻ và ổn định, có thể được đốt cháy mà không phát thải khí CO2. Các nhà khoa học tin rằng nhiên liệu hydro là chìa khóa để giảm phát thải cacbon trên toàn cầu.

Loại lá mới và cực dương quang học kép của nó được thiết kế để chỉ hấp thụ các bước sóng ánh sáng cụ thể, năng lượng vùng cấm (bandgap) đặc thù cho mỗi cực dương, cũng giống như các thực vật thủy sinh tập trung nỗ lực thu năng lượng chỉ riêng của bước sóng quang phổ xuyên qua nước. Lá nhân tạo hiện làm tăng 7,7% hiệu quả tách nước, vẫn còn chưa đạt đến ngưỡng khả thi để sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời trên quy mô thương mại.

Jae Sung Lee, kỹ sư hóa học tại Viện Khoa học và Công nghệ quốc gia Ulsan và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Chúng tôi đặt mục tiêu tăng 10% hiệu quả khai thác ánh nắng mặt trời trong ba năm tới. Công nghệ này sẽ góp phần vào việc hình thành các trạm tiếp nhiên liệu hydro bằng cách cung cấp nhiên liệu giá rẻ cho xe sử dụng pin nhiên liệu hydro".

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.