最初，Jiao和他的研究团队专注于开发将二氧化碳转化为化工产品的工艺，例如可用于燃料的乙醇，或可用于生产聚合物和塑料的乙烯。由国家科学基金会和后来由美国国家航空航天局(NASA)资助的一个项目探索了将二氧化碳转化为氧气的方法，这对深空探测非常有用。Jiao和他的研究团队开发了一个有效的系统，但发现他们需要一个更好的催化剂来驱动反应。
当他们为这项工作测试不同的金属时，研究人员意外地发现铜钛合金是少数几种非贵金属催化剂之一，它可以将水分解成氢气和氧气。与通常适合于该工作的贵金属(例如银或铂)相比，铜和钛都被认为是便宜且相对丰富的。
单独的铜在生产氢气方面无效。而在添加了一些其他化学物质以及钛之后，铜开始有了催化性能，并可以为保护环境做出贡献。当它含有少许钛时，铜催化剂的表现比单独的铜好100倍，这是因为，当配对在一起时，这两种金属产生独特的活性位点，以一种与铂基催化剂的性能相当的方式帮助氢原子催化剂表面。
Jiao团队对他们发明的每个过程进行生命周期分析，以评估该技术如何与当前的方法叠加的经济性。早期的结果表明，铜 - 钛催化剂可以以比目前最先进的铂催化剂高两倍的速率从水中产生氢能。电化学过程可以在近室温(70到176华氏度)下运行，也可以提高催化剂的能效，并可以大大降低系统的总体资本成本。
