Na busca por fontes alternativas de energia limpa, o hidrogênio é um dos favoritos. Ele libera muita energia quando queimado - com um bônus:o principal subproduto da queima do hidrogênio é a água pura.

O grande obstáculo tem sido conseguir hidrogênio puro em quantidade suficiente para queimar. Então, os cientistas estão estudando as reações de evolução do hidrogênio, ou HERs, um tipo de tecnologia de divisão de água em que os eletrodos, coberto com materiais catalíticos, são inseridos na água e carregados com eletricidade. A interação da eletricidade, os catalisadores e a água produzem gás hidrogênio - um combustível limpo - e limpo, oxigênio respirável.

Ai, há um problema:no momento, eletrodos devem ser revestidos com preciosos, metais caros, mais notavelmente platina.

Mas o estudante de graduação de Stanford, Xinjian Shi, pode ter encontrado uma solução:um método de síntese barato, sulfetos de metal abundantes em eletrodos poderosos para reações de evolução de hidrogênio. Ele descreveu o processo em um estudo recente em Energia e Ciência Ambiental .

Trabalhando com seu conselheiro, Xiaolin Zheng, professor associado de engenharia mecânica, Shi começou com algo que os cientistas já sabiam - que o desempenho do eletrodo de sulfeto poderia ser melhorado pela infusão, ou "doping, "o metal com átomos de cobalto. Mas Shi e Zheng fizeram duas inovações nesse processo:primeiro, eles descobriram como controlar precisamente quanto cobalto era dopado no eletrodo. Segundo, eles descobriram como dopar todo o eletrodo desta forma controlada, não apenas a superfície externa, como a maioria das pesquisas anteriores sobre eletrodos de sulfeto haviam feito.

Para realizar essa façanha, eles usaram uma chama para oxidar um fio de metal de tungstênio, transformando-o em um vapor, que eles então resfriaram, fazendo com que o gás se condense em nanotubos de óxido de tungstênio. Os pesquisadores então usaram uma segunda técnica de chama para infundir os nanotubos com átomos de cobalto. Finalmente, eles "sulfurizaram" nanotubos dopados com cobalto, cozendo-os em enxofre em uma fornalha. O resultado:um eletrodo de dissulfeto de tungstênio dopado com cobalto em todo o eletrodo.

Com este processo, os pesquisadores obtiveram a concentração de cobalto no eletrodo corretamente - a concentração ideal parece ser de cerca de 15 por cento - e estabeleceram um novo recorde para o desempenho de eletrodos HER baseados em sulfeto de metal. Mas seus eletrodos de dissulfeto de tungstênio dopados com cobalto ainda ficavam aquém do desempenho da platina. Os pesquisadores agora planejam aplicar seu processo a outros sulfetos de metal para encontrar o eletrodo que mais se assemelha à platina.

Um provável candidato:dissulfeto de molibdênio, que Shi diz que pode se aproximar ou mesmo exceder o desempenho da platina nesse tipo de reação. É mais barato também. O preço de mercado da platina é de cerca de US $ 29 por grama. Dissulfeto de molibdênio? Mais perto de 40 centavos.