La fotosíntesis artificial es un campo de investigación intenta imitar la fotosíntesis natural de las plantas, con el fin de convertir dióxido de carbono y agua en carbohidratos y en oxígeno, utilizando para ello la luz del Sol. En la fotosíntesis natural intervienen docenas de enzimas que catalizan varias reacciones individuales, pero todo el proceso puede dividirse conceptualmente en dos fases principales que interactúan mediante moléculas transportadoras de energía: las reacciones luminosas, que dependen de la luz del Sol, y las reacciones oscuras, que pueden ocurrir en ausencia de luz. Estas reacciones tienen mucha importancia tanto desde el punto de vista científico como desde el punto de vista económico, dada su potencial aplicación en la explotación de la energía solar, sin embargo el proceso es tan complejo que aún en un laboratorio es difícil de replicar. El término fotosíntesis artificial se aplica a aquellos procesos que, inspirados en la fotosíntesis natural, buscan utilizar la energía solar para producir otros tipos de energía que puedan ser aprovechados por el hombre de manera limpia y eficiente, de forma que en un futuro se pueda producir una «planta artificial» que sea capaz de almacenar energía en forma de compuestos orgánicos a partir de óxido carboxílico y aceite. Esto hace que la fotosíntesis artificial sea una tecnología atractiva no sólo desde el punto de vista práctico y económico, sino también desde el punto de vista ecológico, ya que potencialmente podría ayudar a mitigar o revertir algunos de los efectos adversos producidos por el consumo de combustibles fósiles como el calentamiento global. Las investigaciones en cuanto a fotosíntesis artificial se pueden dividir de acuerdo con la fase de la fotosíntesis natural que buscan replicar: la separación de moléculas de agua para obtener hidrógeno y oxígeno que ocurre en la fase luminosa, y la fijación del dióxido de carbono que ocurre en la fase oscura.

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Artificial photosynthesis is a chemical process that replicates the natural process of photosynthesis, a process that converts sunlight, water, and carbon dioxide into carbohydrates and oxygen. The term, artificial photosynthesis, is commonly used to refer to any scheme for capturing and storing the energy from sunlight in the chemical bonds of a fuel (a solar fuel). Photocatalytic water splitting converts water into hydrogen ions and oxygen, and is a main research area in artificial photosynthesis. Light-driven carbon dioxide reduction is another studied process, that replicates natural carbon fixation. Research developed in this field encompasses the design and assembly of devices for the direct production of solar fuels, photoelectrochemistry and its application in fuel cells, and the engineering of enzymes and photoautotrophic microorganisms for microbial biofuel and biohydrogen production from sunlight. Many, if not most, of the artificial approaches to artificial photosynthesis are bio-inspired, i.e., they rely on biomimetics.

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