Kunstig fotosyntese er etterligning av delprosesser i naturlig fotosyntese med formål å lagre solenergi i form av kjemiske bindinger i organiske molekyler, en reduksjon av karbonmonoksid (CO) eller karbondioksid (CO2) drevet av lys. eller fotokatalytisk spalting av vann til hydrogen (H2) og oksygen (O2). Den enkleste form for CO2-reduksjon er overgangen CO2 → CO. En reduksjon vil si å motta elektroner. En mer avansert er fra CO2 til metanol CO2 → CH3OH.
Kunstig fotosyntese er basert på biomimetikk (biomimikry) hvor biologiske prinsipper blir anvendt i teknologisk sammenheng. Kunstig fotosyntese kan drives i en kombinasjon mellom lysabsorberende systemer (solceller, porfyriner), katalysatorer og spesielle bakterier og enzymer.
Fotokatalyse ved å bruke halvledere og sollys til å oksidere vann til hydrogen og oksygen, men disse må atskilles for å unngå eksplosjon. Elektronene blir overført til en platinaelektrode og via en protonpermeabel membran blir produsert hydrogen.
Vannoksiderende katalyse biohermet etter fotosystem II:
2H2O→ 4H+ + 4e- + O2
Fotokatalyse ved å bruke halvledere og sollys til å oksidere vann til hydrogen og oksygen, men disse må atskilles for å unngå eksplosjon. Elektronene blir overført til en platinaelektrode og via en protonpermeabel membran blir produsert hydrogen
2e- + 2H+ ↔ H2
I naturen kan denne reaksjonen bli katalysert av enzymet hydrogenase. Protonhopping og protongradienter kan være et annet aspekt.
I oksidering av vann har man anvendt ruthenium, irididium, rhenium og mangan som katalysator. Ruthenium(IV)oksid (RuO2), iridium(V)oksid (IrO2) og manganoksider (Mn2O3 og CaMn2O4). Men har forsøkt å bioherme det oksygenutviklende proteinkompleks i fotosyntesen med et kubeformet kubankompleks, hydrokarbon kuban (C8H8) med manganoksid [Mn4O4]Ca eller kubaner i jernsvovelkomplekser [Fe4S4] tilsvarende ferredoksin.