От искусственной листвы хочется получить три вещи, говорит Льюис. «Они должны быть эффективны, дешевы и устойчивы. Сейчас я могу воплотить любые две характеристики, но не все три одновременно».

«JCAP» должен решить эту проблему и одновременно создать такую систему, которая будет дешевле простого разделения воды с помощью электрического тока от солнечной панели. В сердце дизайна искусственной листвы от «JCAP» – два электрода, погруженные в водный раствор. Каждый электрод делают из полупроводникового материала (он должен улавливать энергию света определенной длины) и укрывают его катализатором, который поможет образовывать водород или кислород с полезной скоростью. Как и многие другие приборы искусственного фотосинтеза, система от «JCAP» разделена мембраной, чтобы результирующие газы находились отдельно и уменьшался риск взрывной реакции.

Как только вода разделена, собирают водород. Как топливо его можно использовать и сам по себе – возможно, в машинах на водороде, которые уже встречаются в шоу-румах Калифорнии – или же подвергнуть реакции с моноксидом углерода для создания жидкого углеводородного топлива.

Каждый этап создания компонентов этого искусственного листа – непростая задача; совместить их в полную систему еще труднее. «Точно как в самолетостроении, – говорит ученый Бернард Люьис, у сына которого имеется целая коллекция конструкторов роботов. – Надо не просто иметь двигатель, нужен весь план с крыльями, фюзеляжем, двигателем и электроникой – и самолет должен наконец взлететь».

Много трудностей возникает из-за того, что нужно находить правильные материалы. Например, кремний может быть хорошим фотокатодом – электродом, который образует газообразный водород – но он стабилен лишь в кислотном растворе. К сожалению, с фотоанодами ситуация противоположная: хорошие варианты стабильны только тогда, когда раствор не кислый, а щелочной. А лучший катализатор для электрода, который образует кислород – иридий – одновременно и редкий и дорогой, что делает его неподходящим для коммерческих приборов.