Nous nous inspirons de la nature : l'idée est de prendre comme modèle les sites actifs d'enzymes capables de produire de l'hydrogène, comme les hydrogénases. Certaines microalgues expriment ces biocatalyseurs et les intègrent dans le processus de photosynthèse pour transformer l'eau en hydrogène grâce à l'énergie solaire. Les hydrogénases fonctionnent avec des métaux abondants et bon marché comme le fer ou le nickel. Nous reproduisons, par une approche dite bio-inspirée, la structure et surtout la fonction de ces sites actifs dans des nouvelles molécules que nous synthétisons. 

Au début du projet, nous avions une série de catalyseurs bio-inspirés, à base de cobalt ou de molybdène. Pour le choix des photosensibilisateurs, nous nous sommes appuyés sur les technologies photovoltaïques de 3^ème génération, exploitant des molécules organiques qui absorbent la lumière. Nous les avons synthétisées et modifiées pour pouvoir, d'une part les coupler avec un catalyseur, et d'autre part les greffer sur l'électrode. Pour que le système fonctionne, nous avons dû ajuster les propriétés de ces assemblages pour que le flux d'électrons généré par le photosensibilisateur soit dirigé exclusivement vers le catalyseur. La partie catalytique a également demandé un gros effort de recherche. L'absorption de photons dirige les électrons un par un vers le catalyseur avec des échelles de temps de l'ordre de la nanoseconde, mais celui-ci les consomme deux par deux et mille fois plus lentement (à l'échelle de temps de la microseconde), pour produire l'hydrogène. Il faut donc arriver à stocker les électrons en attendant qu'ils soient utilisés, ce que nous avons fait en introduisant des réservoirs d'électrons à proximité du site catalytique.