面向国家重大战略需求与国际科技前沿，团队以能源科学与技术创新及高效利用为目标，致力于解决低维材料在光-电、光-热、光电-化学、电-化学等能量转换领域中的应用基础与共性关键科学问题，探索低维材料在清洁能源高效、稳定服役中的变革性技术前沿，发展与现有能源产业相融合的迭代装备，突破能源领域可持续安全发展与优化配置的“卡脖子”难题，为实现“碳中和”目标下的清洁能源材料颠覆式发展提供技术支撑与理论基础。着力在以下几个方面开展研究：

   一、绿色氢能关键催化材料设计与规模化装备研制：建立电解水制氢催化材料的高通量理论设计及原子级精确调控普适性方法，发展系列高时空分辨特色原位动态电化学表征技术，探索与现有产业技术相融合的低能耗制氢催化装备及其规模化应用。

   二、高效率高稳定储能关键材料研发与工程化应用：发展锂-空气电池非贵金属关键正极材料与锂离子电池硅基负极材料多尺度理性调控设计，开发多场耦合工况原位电化学谱学-电子显微学联用技术，探索实现高可靠锂空电池器件与低成本硅基负极产业化应用的解决方案。

   三、第三代光伏电池关键材料研发与产业化应用示范：发展全无机与有机-无机杂化钙钛矿材料的高质量精细合成技术，研究钙钛矿材料中的载流子动力学过程，开发多场耦合诊断技术探索器件在工况下的服役行为，研制重复性高、成本低且制造技术与产业兼容的大面积钙钛矿太阳能组件。