最初，Jiao和他的研究團隊專注于開發將二氧化碳轉化為化工產品的工藝，例如可用于燃料的乙醇，或可用于生產聚合物和塑料的乙烯。由國家科學基金會和后來由美國國家航空航天局(NASA)資助的一個項目探索了將二氧化碳轉化為氧氣的方法，這對深空探測非常有用。Jiao和他的研究團隊開發了一個有效的系統，但發現他們需要一個更好的催化劑來驅動反應。

當他們為這項工作測試不同的金屬時，研究人員意外地發現銅鈦合金是少數幾種非貴金屬催化劑之一，它可以將水分解成氫氣和氧氣。與通常適合于該工作的貴金屬(例如銀或鉑)相比，銅和鈦都被認為是便宜且相對豐富的。

單獨的銅在生產氫氣方面無效。而在添加了一些其他化學物質以及鈦之后，銅開始有了催化性能，并可以為保護環境做出貢獻。當它含有少許鈦時，銅催化劑的表現比單獨的銅好100倍，這是因為，當配對在一起時，這兩種金屬產生獨特的活性位點，以一種與鉑基催化劑的性能相當的方式幫助氫原子催化劑表面。

Jiao團隊對他們發明的每個過程進行生命周期分析，以評估該技術如何與當前的方法疊加的經濟性。早期的結果表明，銅 - 鈦催化劑可以以比目前最先進的鉑催化劑高兩倍的速率從水中產生氫能。電化學過程可以在近室溫(70到176華氏度)下運行，也可以提高催化劑的能效，并可以大大降低系統的總體資本成本。