​Dans la course aux énergies propres, la mise au point de procédés de production d'hydrogène via des ressources renouvelables telle que l'eau et l'énergie solaire représente une solution séduisante. Les coûts de production d'hydrogène restent cependant élevés, à cause notamment de l'utilisation du platine, métal rare, comme catalyseur dans les systèmes d'électrolyse à membrane. Or, dans la nature, par exemple dans les bactéries, certaines enzymes catalysent la production de dihydrogène. Il s'agit notamment des hydrogénases [NiFe], qui opèrent avec une grande efficacité et en conditions douces, tout en utilisant des métaux aussi abondants que le nickel ou le fer.

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En reproduisant au sein d'une molécule de synthèse les éléments clefs du site actif de ces enzymes, il est possible de développer de nouveaux catalyseurs sans métaux nobles. Cependant, les modèles biomimétiques nickel-fer décrits jusqu'à présent ne reproduisent pas la réactivité centrée sur l'ion nickel du site actif de ces enzymes, comme c'est le cas dans la nature. Ils affichent ainsi des performances modestes. C'est dans ce contexte que des chercheurs du CEA-BIG, en collaboration avec une autre équipe de l'Université Grenoble Alpes et une équipe d'Aix-Marseille Université, ont développé un modèle qui relocalise la réactivité sur le centre nickel, grâce à l'utilisation d'un ligand bipyridine-dithiolate. Ce nouveau modèle s'avère proche de l'activité de l'enzyme car il implique deux intermédiaires de catalyse qui reproduisent les caractéristiques structurales et électroniques de deux états (Ni-L et Ni-R) du cycle enzymatique. « La vitesse de production d'hydrogène catalysée par ce composé original montre sans ambiguïté la mise en synergie des ions nickel et fer pour la production d'hydrogène », indique Vincent Artero, chercheur au CEA-BIG. Une évaluation comparée des performances du nouveau catalyseur nickel-fer révèle que celles-ci surpassent largement celles des autres modèles biomimétiques faisant appel à un couplage de deux métaux.