En la búsqueda de fuentes de energía alternativas limpias, el hidrógeno es uno de los favoritos. Libera mucha energía cuando se quema, con una ventaja adicional:el principal subproducto de la quema de hidrógeno es agua pura.

El gran obstáculo ha sido conseguir hidrógeno puro en cantidad suficiente para quemar. Entonces, los científicos están estudiando las reacciones de evolución del hidrógeno, o ELLA, un tipo de tecnología de división de agua en la que los electrodos, cubierto con materiales catalíticos, se insertan en el agua y se cargan con electricidad. La interacción de la electricidad, los catalizadores y el agua producen gas hidrógeno, un combustible limpio, y limpio, Oxígeno respirable.

Pobre de mí, hay un problema:en la actualidad, los electrodos deben estar recubiertos con preciosos, metales caros, más notablemente platino.

Pero el estudiante graduado de Stanford Xinjian Shi puede haber encontrado una solución:un método de síntesis que resulta barato, abundantes sulfuros metálicos en potentes electrodos para reacciones de desprendimiento de hidrógeno. Describió el proceso en un estudio reciente en Ciencias de la energía y el medio ambiente .

Trabajando con su asesor, Xiaolin Zheng, profesor asociado de ingeniería mecánica, Shi comenzó con algo que los científicos ya sabían:que el rendimiento del electrodo de sulfuro se podría mejorar mediante la infusión, o "dopaje, "el metal con átomos de cobalto. Pero Shi y Zheng hicieron dos innovaciones en ese proceso:primero, descubrieron cómo controlar con precisión la cantidad de cobalto dopado en el electrodo. Segundo, descubrieron cómo dopar todo el electrodo de esta manera controlada, no solo la superficie exterior, como había hecho la mayoría de las investigaciones anteriores sobre electrodos de sulfuro.

Para lograr esta hazaña, usaron una llama para oxidar un alambre de metal de tungsteno, convirtiéndolo en vapor, que luego enfriaron, haciendo que el gas se condense en nanotubos de óxido de tungsteno. Luego, los investigadores utilizaron una técnica de segunda llama para infundir los nanotubos con átomos de cobalto. Finalmente, ellos "sulfuraron" nanotubos dopados con cobalto horneándolos en azufre en un horno. El resultado:un electrodo de disulfuro de tungsteno dopado con cobalto en todo el electrodo.

Con este proceso, los investigadores obtuvieron la concentración de cobalto en el electrodo de la manera correcta (la concentración óptima parece ser alrededor del 15 por ciento) y establecieron un nuevo récord para el rendimiento de los electrodos HER basados ​​en sulfuro metálico. Pero sus electrodos de disulfuro de tungsteno dopados con cobalto aún no alcanzaron el rendimiento del platino. Los investigadores ahora planean aplicar su proceso a otros sulfuros metálicos para encontrar el electrodo que más se asemeje al platino.

Un candidato probable:disulfuro de molibdeno, que Shi dice que podría acercarse o incluso superar el rendimiento del platino en este tipo de reacciones. También es más barato. El precio de mercado del platino es de unos 29 dólares el gramo. ¿Disulfuro de molibdeno? Más cerca de 40 centavos.