Shoubhik Das dan rekan-rekannya di University of Bayreuth, Jerman, telah mengembangkan fotokatalis berbasis nikel yang tersebar secara atom (Ni₀.₁₆@f₂-gC₃N₄) yang memungkinkan produksi hidrogen fotokatalitik efisien dan stabil langsung dari air laut atau air murni tanpa memerlukan agen pengorbanan. Temuan penelitian terkait telah diterbitkan dalam Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.).
Di bawah iradiasi cahaya 390 nm, katalis mencapai laju produksi hidrogen 270 μmol/g/jam dalam air murni, dengan hasil hidrogen 119 μmol/g di bawah sinar matahari alami. Dalam air laut, laju produksi hidrogen tetap pada 144 μmol/g/jam, menunjukkan adaptabilitas lingkungan yang sangat baik. Teknik karakterisasi seperti HAADF-STEM dan XAS mengonfirmasi bahwa Ni ada dalam bentuk tersebar atom. Katalis mempertahankan aktivitas tinggi setelah operasi berkelanjutan selama 720 jam (termasuk 140 jam iluminasi) dan tidak menunjukkan penurunan kinerja signifikan setelah 15 siklus penggunaan kembali. Studi mekanistik mengungkapkan bahwa produksi hidrogen mengikuti jalur pemisahan air dua langkah: pertama, oksidasi air dua elektron menghasilkan H₂O₂ sebagai intermediate, diikuti oleh dekomposisi H₂O₂ menjadi O₂ dan H₂, dengan situs Ni secara efektif mendorong dekomposisi H₂O₂.
