Dans la recherche de sources d'énergie alternatives propres, l'hydrogène est un favori. Il libère beaucoup d'énergie lorsqu'il est brûlé, avec un bonus :le principal sous-produit de la combustion d'hydrogène est de l'eau pure.

Le gros obstacle a été d'obtenir de l'hydrogène pur en quantité suffisante pour brûler. Les scientifiques étudient donc les réactions d'évolution de l'hydrogène, ou HER, un type de technologie de séparation de l'eau dans laquelle les électrodes, recouvert de matériaux catalytiques, sont insérés dans l'eau et chargés d'électricité. L'interaction de l'électricité, les catalyseurs et l'eau produisent de l'hydrogène gazeux - un carburant propre - et propre, oxygène respirable.

Hélas, il y a un problème :à l'heure actuelle, les électrodes doivent être recouvertes de précieux, métaux chers, notamment le platine.

Mais Xinjian Shi, étudiant diplômé de Stanford, a peut-être trouvé une solution :une méthode de synthèse qui s'avère bon marché, sulfures métalliques abondants en électrodes puissantes pour les réactions de dégagement d'hydrogène. Il a décrit le processus dans une étude récente en Sciences de l'énergie et de l'environnement .

En collaboration avec son conseiller, Xiaolin Zheng, professeur agrégé de génie mécanique, Shi a commencé avec quelque chose que les scientifiques savaient déjà :les performances des électrodes de sulfure pouvaient être améliorées en infusant, ou "dopage, " le métal avec des atomes de cobalt. Mais Shi et Zheng ont apporté deux innovations à ce processus :ils ont découvert comment contrôler précisément la quantité de cobalt dopé dans l'électrode. Seconde, ils ont compris comment doper toute l'électrode de cette manière contrôlée, pas seulement la surface extérieure, comme la plupart des recherches précédentes sur les électrodes au sulfure l'avaient fait.

Pour accomplir cet exploit, ils ont utilisé une flamme pour oxyder un fil de métal de tungstène, le transformer en vapeur, qu'ils ont ensuite refroidi, provoquant la condensation du gaz en nanotubes d'oxyde de tungstène. Les chercheurs ont ensuite utilisé une deuxième technique de flamme pour infuser les nanotubes avec des atomes de cobalt. Finalement, ils ont « sulfuré » des nanotubes dopés au cobalt en les cuisant dans du soufre dans un four. Le résultat :une électrode au bisulfure de tungstène dopée au cobalt sur toute l'électrode.

Avec ce procédé, les chercheurs ont obtenu la concentration de cobalt dans l'électrode juste - la concentration optimale semble être d'environ 15 pour cent - et ont établi un nouveau record pour les performances des électrodes HER à base de sulfure de métal. Mais leurs électrodes au bisulfure de tungstène dopées au cobalt n'étaient toujours pas à la hauteur des performances du platine. Les chercheurs prévoient maintenant d'appliquer leur processus à d'autres sulfures métalliques pour trouver l'électrode qui correspond le mieux au platine.

Un candidat probable :le bisulfure de molybdène, qui, selon Shi, pourrait approcher ou même dépasser les performances du platine dans ce genre de réactions. C'est moins cher aussi. Le prix du platine sur le marché est d'environ 29 $ le gramme. bisulfure de molybdène ? Près de 40 centimes.