有一篇論文，詳細描述了開發的第一款實用人工樹葉，這是一個里程碑，會促進可持續能源，模仿光合作用過程中的綠色植物，把水和陽光轉化成能量，這篇文章發表在美國化學學會（ACS）的期刊《化學研究報道》（Accounts of Chemical Research）上。文章指出，不像早期的設備那樣使用昂貴的成分，這種新設備采用廉價材料制成，而且采用了低成本的工程設計和制造工藝。

                     

人工樹葉有太陽光收集器，就夾在兩片薄膜之間，這兩片薄膜會生成氧氣和氫氣。浸入一瓶水中，在陽光的照射下，它就會冒泡，釋放出氫氣，可用于燃料電池，進行發電。

  丹尼爾·G。諾塞拉（Daniel G. Nocera）指出，人工樹葉應驗了意大利著名化學家的設想，這位化學家在1912年就預言，有朝一日，科學家會揭開“植物的深奧秘密”。諾塞拉說，其中最重要的，就是水分解成氫氣和氧氣的過程。人工樹葉有太陽光收集器，就夾在兩片薄膜之間，這兩片薄膜會生成氧氣和氫氣。浸入一瓶水中，在陽光的照射下，它就會冒泡，釋放出氫氣，可用于燃料電池，進行發電。這些自足的裝置很有吸引力，可以制成電力燃料，用于偏僻的地方和發展中國家，但是，迄今為止展示的這些設計，都要依靠一些金屬，比如鉑（platinum），也依靠一些制造工藝，這就使它成本過高。  
  為了使這些設備可以更廣泛的使用，諾塞拉取代了鉑催化劑，在產生氫氣時，使用不太昂貴的鎳鉬鋅（nickel-molybdenum-zinc）化合物。在葉片的另一面，鈷（cobalt）薄膜會產生氧氣。諾塞拉指出，所有這些材料在地球上都是豐富的，不像稀有和昂貴的鉑金，還有貴金屬氧化物和半導體材料，這都是其他人使用過的。“因為到本世紀中葉，正是這60億非傳統用戶會帶來能源需求的巨大增長，因此，一項研究目標就是把太陽能提供給貧窮的地區，有些發現比如人工樹葉，會給全球社會提供一條最直接的途徑，邁向可持續能源的未來，”他說。
  他們的論文《人工樹葉》（the Artificial Leaf）發表在2012年4月4日的《化學研究報道》上，文中介紹，為了把陽光能量轉換成化學能，葉子會分裂水，通過光合作用過程，產生分子狀態的氧和氫，氧和氫的形態都是分離的質子和電子。天然光合作用的主要步驟包括吸收陽光，把它轉換成空間上分隔的電子-空穴對（electron–hole pairs）。這種無線電流空穴會被放氧復合體（OEC：oxygen evolving complex）捕獲，這個復合體屬于光系統Ⅱ（PSⅡ：photosystem II），會把水氧化為氧氣。產生的電子和質子是放氧復合體反應的副產品，會被光合系統I的鐵氧還蛋白（ferrodoxin）捕獲。借助鐵氧還蛋白-煙酰胺腺嘌呤二核甙酸磷酸 +還原酶（ferrodoxin–NADP+ reductase），它們可用于產生氫氣，形態是還原型煙酰胺腺嘌呤二核甙酸磷酸（NADPH）。合成材料要實現樹葉的太陽能轉換功能，這種光吸收材料就必須捕捉太陽光子，產生無線電流，并被催化劑利用，從而促進四個電子/空穴對的燃料形成和水分解反應，要在良性的條件下，采用1太陽（100 mW/cm2）的照明。
  這篇報道介紹，制備人造樹葉，要采用地球上豐富的元素，用三節非晶硅光伏材料結合氫氣和氧氣釋放催化劑，這些催化劑的制備分別采用一種三元合金（NiMoZn）和鈷磷酸鹽簇（Co-OEC ：cobalt–phosphate cluster）。后者可利用光合系統II放氧復合體（PSII-OEC）的結構和功能屬性。類似光合系統II放氧復合體，這種鈷磷酸鹽簇會自我組裝，這需要氧化地球上豐富的金屬離子，從2 +到 3 +，操作可在室溫下的天然水中進行，具有自愈功能。這種鈷磷酸鹽簇也可激活H2O，這要利用質子耦合電子傳遞機制，其中鈷磷酸鹽簇可以增加，采用四個空穴孔對等物，類似于S狀態抽泵的光合系統II（PSII）角周期（Kok cycle）。 X-射線吸收光譜的研究已經表明，鈷磷酸鹽簇在結構上關聯到Mn3CaO4，這種錳立方烷（cubane），屬于光合系統II放氧復合體，其中，鈷取代錳，立方烷延長到共享的從頭至尾的二聚體（dimer）中。
  可以進行放氧反應，采用的水要處于中性或接近中性的條件下，這會產生幾種結果，可以制備人工樹葉。NiMoZn合金可用于取代鉑，生成氫氣。為了穩定水中的硅，要在它的表面涂上導電金屬氧化物，這樣，上面就可沉積鈷磷酸鹽簇。最終的結果是，三結硅片涂有NiMoZn和鈷磷酸鹽簇，在水中浸泡，在陽光下可以直接進行太陽能轉換，只需要分解水。制成一種簡單的單機設備，采用地球上豐富的材料，這種人工樹葉就提供了一種方法，可用于廉價的高度分散的太陽能-燃料系統，只需采用低成本系統工程設計和制造工藝。采用這種類型的系統，太陽能就成為可行的電源，可用于非常規供電地區。