À l'intérieur d'une pile à combustible, les protons doivent traverser rapidement le matériau solide, comme des passagers franchissant les tourniquets à l'heure de pointe. Si les tourniquets sont rares et étroits, le courant est faible. Auparavant, pour trouver un matériau à bonne conductivité protonique, les chimistes passaient en revue les composés presque à l'aveugle, un par un. Désormais, un programme informatique a lui-même examiné plus de six millions de candidats.

Le programme ne cherchait pas selon des formules toutes faites, mais selon le motif des atomes : comment l'oxygène et les autres atomes sont disposés dans le cristal. Cette approche a permis de trouver 27 composés qui conduisent parfaitement les protons. Parmi eux figurent des conducteurs déjà connus (ce qui prouve que la méthode fonctionne), ainsi que plus de dix substances entièrement nouvelles, notamment des matériaux organiques et des composés qui n'ont pas encore été synthétisés en laboratoire.

La découverte la plus intéressante est une règle universelle : au moment où un proton saute d'un atome d'oxygène à un autre, la distance entre ces atomes est toujours d'environ 2,5 angströms (soit cinq fois moins qu'un milliardième de mètre). Cette distance se retrouve dans des compositions chimiques très variées. Il s'avère que la conductivité protonique ne dépend pas de la substance spécifique, mais de la manière dont les atomes peuvent pivoter, de la façon dont les liaisons hydrogène sont connectées et de la probabilité du saut du proton lui-même. Cette compréhension aidera à créer délibérément de nouveaux matériaux pour les piles à combustible fonctionnant sans eau.