מימן אמור ליטול חלק עיקרי בטכנולוגיות עתידיות של אנרגיה מתחדשת, מסכימים כל המומחים, רק אם ניתן יהיה לפתח אמצעים זולים, יעילים ונטולי-פחמן להפקתו. צעד חשוב לכיוון כיבוש יעד חמקמק זה נעשה ע"י צוות חוקרים ממשרד האנרגיה בארה"ב (המעבדה הלאומית של Lawrence Berkeley) ואוניברסיטת ברקלי בקליפורניה. הצוות גילה זרז מתכתי לא יקר המסוגל להפיק באופן יעיל גז מימן ממים.
"זרז חיזור המימן החדשני שלנו מבוסס על תצמיד מתכת של מוליבדנום-אוקסו שהינו פי שבעים זול יותר מפלטינה, הזרז המתכתי הנפוץ ביותר דהיום לביקוע פרודת מים," אמרה Hemamala Karunadasa, אחת מהשותפים לגילוי תצמיד זה.
"בנוסף, הזרז שלנו אינו מצריך תוספים אורגניים, ומסוגל לפעול במים ניטרליים, אפילו אם הם מלוכלכים, באלקטרוליטים ניטרליים, וכן הוא מסוגל לפעול גם במי-שתייה, המקור הנפוץ ביותר של מימן בכדור-הארץ. תכונות אלו הופכות את הזרז שלנו אידיאלי עבור פיתוח אנרגיה מתחדשת וכימיה ברת-קיימא." ממצאי מחקר זה פורסמו בכתב-העת המדעי היוקרתי Nature.
גז מימן, בין אם הוא משמש בבעירה ובין אם בתאי-דלק להפקת חשמל, פולט אדי מים בלבד כתוצר הפליטה, ועל-כן רעיון השימוש בו אמור היה להוביל לעבר כלכלת מימן אם רק היו מוצאים מאגרי מימן. אולם, גז מימן אינו מופיע בטבע ככזה וחייבים להפיק אותו מחומרים אחרים. רוב גז המימן כיום בארה"ב מגיע מגז טבעי – דלק מאובנים. למרות שאינה יקרה, שיטה זו מוסיפה כמויות גדולות של פליטות פחמן לאטמוספרה. ניתן להפיק גז מימן גם על-ידי האלקטרוליזה של מים – שימוש בחשמל לביקוע פרודות של מים לפרודות של מימן וחמצן. זוהי שיטת ייצור ידידותית לסביבה (ירוקה) וברת-קיימא (יציבה) – בייחוד אם החשמל מיוצר באמצעות טכנולוגית אנרגיה מתחדשת כגון אנרגיה סולארית או אנרגיית הרוח – אולם היא מחייבת זרז המבקע את הקשרים הכימיים שבמים.
הטבע "פיתח", במרוצת השנים, אנזימים מבקעי-מים יעילים ביותר המכונים הידרוגנאזות (hydrogenases) – לשימושם של הצמחים במהלך הפוטוסינתזה, אולם, אנזימים אלו רגישים ביותר ומאבדים את פעילותם במהירות כאשר הם מחוץ לסביבתם הטבעית והרגילה. צורכי האנושות דורשים זרז מתכתי יציב שיוכל לפעול גם במערכות לא-ביולוגיות.
אומנם קיימים זרזים מתכתיים מסחריים, אולם המתכות המרכיבות אותם יקרות יחסית ומונעות בכך שימוש רווח יותר. לדוגמא, מחירה של אונקיית (28 גרמים) פלטינה, הזרז הטוב מביניהם, הוא אלפיים דולרים.
"האתגר המדעי הבסיסי היה להכין מערכת מולקולארית המורכבת ממתכת הנפוצה בכדור-הארץ שתוכל לייצר מימן ממים ושתהיה הן בעלת פעילות קטליטית גבוהה והן יציבה," מסביר החוקר. "אנו סבורים כי התגלית שלנו לגביי זרז מולקולארי של מוליבדנום-אוקסו המסוגל לייצר מימן ממים ללא השימוש בחומצות או קו-ממסים אורגניים נוספים איתו מכוננת שיטה כימית חדשנית להכנת זרזי חיזור שהינם פעילים ויעילים ביותר בתווך מימי."
התצמיד שגילו החוקרים מורכב ממתכת בעלת ערכיות גבוהה ובעל השם הכימי של (PY5Me2)Mo-oxo. במחקרם, מצאו המדענים כי תצמיד זה מזרז את הייצור של מימן ממים בתמיסה ניטרלית או אפילו ממי-ים בקצב של 2.4 מולים של מימן לכל מול של זרז בכל שנייה. החוקרים מציינים: "תצמיד מתכת-אוקסו זה מייצג מוטיב מולקולארי ייחודי עבור זרזי חיזור בעלי פעילות גבוהה ויציבות רבה במים.
"כעת אנו מתמקדים בשינוי קבוצת ה- PY5Me של התצמיד ובוחנים תצמידי מתכת אחרים המבוססים על שלד דומה בכדי להבין אם הם יצליחו לקדם תהליכים קטליטיים מבוססי-מטען ומבוססי-אור. הדגש שלנו מושם על כימיה הקשורה למעגלי אנרגיה ברי-קיימא."