Adenosindiphosphat (ADP) wird zu Adenosintriphosphat (ATP) phosphoryliert. Dies geschieht mit der Hilfe der ATP-Synthase, welche sich in der Membran von Thylakoiden befindet. Mithilfe von Wasserstoffionen, die entlang des Konzentrationsgefälles durch die ATP-Synthase ins Lumen eines Chloroplasten strömen, wird ADP mit Phosphat zu ATP phosphoryliert. Dies geschieht ebenfalls im Lumen des Chloroplasten, also an der Außenseite der Thylakoidmembran.