Обычные солнечные батареи превращают свет в электричество, а здесь свет расщепляет воду на водород и кислород. Водород — чистое топливо, но процесс идёт медленно. Чтобы его ускорить, добавляют вещества-помощники, которые отдают электроны. Часто это спирт, но его жалко тратить. В новой работе роль помощника сыграли микроводоросли — крошечные организмы, которые и так живут в воде и поглощают углекислый газ.

Водоросли подмешали к порошку из оксида титана (это белый пигмент, знакомый по краскам и зубной пасте), который работает как фотокатализатор — он ловит свет и запускает реакцию. Под светом водоросли отдают электроны, помогая расщеплять воду на водород и кислород. Сами водоросли при этом разрушаются, но не пропадают зря: из них получаются метан и угарный газ — тоже полезные вещества. В оптимальных условиях выход водорода достиг 0,99 ммоль на грамм в час, а с добавлением платины как ускорителя — 3,2 ммоль на грамм в час. Это в 13 раз больше, чем без водорослей.

Такой подход убивает двух зайцев: получаем зелёный водород для энергетики и заодно превращаем биомассу водорослей в топливные газы. А при выращивании самих водорослей они поглощают углекислый газ из воздуха, так что цикл становится ещё и способом улавливания CO2. Вместо того чтобы сжигать спирт или тратить чистые химикаты, мы используем живой материал, который сам растёт на свету и очищает атмосферу.