Shoubhik Das cùng các đồng nghiệp tại Đại học Bayreuth ở Đức đã phát triển một chất xúc tác quang học phân tán nguyên tử dựa trên niken (Ni₀.₁₆@f₂-gC₃N₄) cho phép sản xuất hydro quang xúc tác hiệu quả và ổn định trực tiếp từ nước biển hoặc nước tinh khiết mà không cần tác nhân hy sinh. Kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (J. Am. Chem. Soc.).
Dưới bức xạ ánh sáng 390 nm, chất xúc tác đạt tốc độ sản xuất hydro 270 μmol/g/h trong nước tinh khiết, với sản lượng hydro đạt 119 μmol/g dưới ánh sáng mặt trời tự nhiên. Trong nước biển, tốc độ sản xuất hydro duy trì ở mức 144 μmol/g/h, thể hiện khả năng thích ứng môi trường tuyệt vời. Các kỹ thuật đặc trưng như HAADF-STEM và XAS xác nhận Ni tồn tại ở dạng phân tán nguyên tử. Chất xúc tác duy trì hoạt tính cao sau 720 giờ vận hành liên tục (bao gồm 140 giờ chiếu sáng) và không cho thấy suy giảm hiệu suất đáng kể sau 15 chu kỳ tái sử dụng. Nghiên cứu cơ chế tiết lộ quá trình sản xuất hydro tuân theo con đường tách nước hai bước: đầu tiên, quá trình oxy hóa nước hai electron tạo ra H₂O₂ làm chất trung gian, sau đó H₂O₂ phân hủy thành O₂ và H₂, với các vị trí Ni thúc đẩy hiệu quả sự phân hủy H₂O₂.
