โชว์บิก ดาส และคณะที่มหาวิทยาลัยบายโรยท์ในเยอรมนี ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาโฟโตคะตะลิสต์แบบนิกเกิลที่กระจายตัวในระดับอะตอม (Ni₀.₁₆@f₂-gC₃N₄) ซึ่งช่วยให้การผลิตไฮโดรเจนโฟโตคะตะลิติกที่มีประสิทธิภาพและเสถียรโดยตรงจากน้ำทะเลหรือน้ำบริสุทธิ์โดยไม่ต้องใช้สารเสียสละ ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.)
ภายใต้การฉายรังสีแสงความยาวคลื่น 390 นาโนเมตร ตัวเร่งปฏิกิริยาบรรลุอัตราการผลิตไฮโดรเจน 270 ไมโครโมล/กรัม/ชั่วโมง ในน้ำบริสุทธิ์ โดยให้ผลผลิตไฮโดรเจน 119 ไมโครโมล/กรัม ภายใต้แสงอาอาทิตย์ตามธรรมชาติ ในน้ำทะเล อัตราการผลิตไฮโดรเจนยังคงอยู่ที่ 144 ไมโครโมล/กรัม/ชั่วโมง แสดงถึงความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่ยอดเยี่ยม เทคนิคการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะ เช่น HAADF-STEM และ XAS ยืนยันว่านิกเกิลมีอยู่ในรูปแบบที่กระจายตัวในระดับอะตอม ตัวเร่งปฏิกิริยารักษากิจกรรมสูงหลังจากการทำงานต่อเนื่อง 720 ชั่วโมง (รวมการให้แสง 140 ชั่วโมง) และไม่แสดงการลดลงของสมรรถนะอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการนำกลับมาใช้ใหม่ 15 รอบ การศึกษาเกี่ยวกับกลไกเปิดเผยว่าว่าการผลิตไฮโดรเจนเป็นไปตามเส้นทางการแยกน้ำสองขั้นตอน: ขั้นแรก การออกซิเดชันน้ำสองอิเล็กตรอนสร้าง H₂O₂ เป็นสารกลาง ตามด้วยการสลายตัวของ H₂O₂ เป็น O₂ และ H₂ โดยไซต์ของนิกเกิลส่งเสริมการสลายตัวของ H₂O₂ อย่างมีประสิทธิภาพ
