Les laboratoires du monde entier s'acharnent à augmenter l'efficacité de la production d'hydrogène (Table complète - Table étendue) par électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de composés chimiques liés...) de l'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un...) afin de diminuer la consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) nécessaire à cette réaction. L'objectif ultime est de parvenir à réaliser l'électrolyse avec un apport minimum d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par...) qui pourrait être produite à l'aide de cellules solaires. Des chercheurs australiens de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) Monash, du CSIRO et américains ont réussi, pour la première fois, à dissocier de l'eau en hydrogène et en oxygène en utilisant la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) du soleil ((pourcentage en masse)), une faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) d'électricité et un composé manganésifère.

Un des facteurs limitant la production industrielle d'hydrogène est l'inefficacité des catalyseurs de la réaction, ou leur coût. Les organismes photosynthétiques étant les seuls systèmes naturels capables de photo-oxyder l'eau de façon efficace en utilisant la lumière visible, on essaye de concevoir des catalyseurs inspirés de leurs complexes catalytiques.

Les analyses par diffraction des rayons X ont révélé qu'un de ces complexes catalytiques naturels comporte un noyau à configuration approximativement cubique, composé de quatre atomes de manganèse liés à un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...) de calcium et à des atomes d'oxygène. Les catalyseurs synthétisés à partir de ce modèle structural se sont jusqu'à présent tous avérés inactifs. Le nouveau catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la...) stable utilise des noyaux de manganèse de type "cubanes" [Mn4O4L6], développés il y a quelques années par un des chercheurs, comprenant des cubes [Mn4O4]n+ liés à un diaryle phosphinate de formule (p-R-C6H4)2PO2- (avec R=H, alkyle, ou Ome).

Les chercheurs ont montré qu'une anode recouverte d'une membrane perfluorosulfonée Nafion imprégnée avec ce catalyseur électro-oxyde l'eau à des potentiels électriques compris entre 0,8 et 1,2 V (vs Ag/AgCl), en présence d'énergie lumineuse. Une fois lié aux parois des pores du conducteur protonique Nafion, le catalyseur s'est avéré être stable.

Les tests ont montré que le catalyseur était encore actif après trois jours de production continue d'oxygène et d'hydrogène. La prochaine étape consistera bien sûr à réaliser l'électrolyse sans autre apport d'énergie que celle du soleil.