Dentro de una celda de combustible, los protones deben correr rápidamente a través del material sólido, como pasajeros a través de torniquetes en hora punta. Si los torniquetes son escasos y estrechos, la corriente es débil. Antes, para encontrar un material con buena conductividad protónica, los químicos probaban compuestos casi a ciegas, uno por uno. Ahora, un programa informático ha examinado por sí solo más de seis millones de candidatos.
El programa no buscaba según fórmulas preestablecidas, sino según el patrón de átomos: cómo están dispuestos el oxígeno y otros átomos en el cristal. Este enfoque ayudó a encontrar 27 compuestos que conducen protones excelentemente. Entre ellos se encuentran conductores ya conocidos (lo que demuestra que el método funciona), así como más de diez sustancias completamente nuevas, incluidos materiales orgánicos y compuestos que aún no se han sintetizado en laboratorio.
El hallazgo más interesante es una regla universal: en el momento en que un protón salta de un átomo de oxígeno a otro, la distancia entre estos átomos es siempre de unos 2,5 angstroms (esto es cinco veces menos que una milmillonésima parte de un metro). Tal distancia se encuentra en las más diversas composiciones químicas. Resulta que la conductividad protónica no depende de la sustancia específica, sino de cómo pueden rotar los átomos, de cómo están conectados los enlaces de hidrógeno y de cuán probable es el salto del protón en sí. Esta comprensión ayudará a crear de manera dirigida nuevos materiales para celdas de combustible que funcionen sin agua.
Un protón es el núcleo de un átomo de hidrógeno, despojado de su electrón. En un sólido no vuela libremente, sino que salta de un átomo de oxígeno a otro, como a lo largo de una cadena.