主要研究方向：二氧化碳利用、自由基化学、廉价金属催化

二氧化碳（CO₂）作为空气中的重要组分，也是广泛存在、廉价易得、无毒、稳定、可再生循环使用的“碳一”（C1）资源。由于CO₂在热力学和动力学方面有较高的稳定性，反应活性较低，CO₂活化具有巨大的挑战。2015年余达刚博士独立建组以来，坚持围绕CO₂活化与转化的基本科学问题开展独特研究，发展了CO₂高效活化与选择性转化的新理念、新策略和新反应，具体如下：

 针对碳氢键氧化羰基化反应中存在的问题（需要使用剧毒的CO和当量的氧化剂），我们首次提出“CO₂ = CO + [O]”理念，利用CO₂代替CO和氧化剂参与碳氢键羰基化反应，发展了近十类重要含羰基杂环类化合物的高效合成方法，提出了新反应机制，不仅变废为宝，还降低成本，提高安全性，具有较强的实用性；基于过渡金属催化和可见光催化策略，我们发展了“自由基型CO₂转化”模式，一方面通过调控自由基参与不饱和烃转化反应的选择性，在室温常压下实现了噁唑啉酮和多种类型羧酸的高效制备，另一方面基于“可见光促进单电子活化”策略，通过单电子还原CO₂或烯烃形成自由基负离子，实现了具有独特区域选择性的烯烃羧基化反应；基于极性翻转策略，我们通过惰性化学键（如碳氟键和碳氮键）的选择性断裂实现了CO₂参与的羧基化反应；此外，我们首次实现了铜催化CO₂参与的芳基烯烃和1,3-二烯的不对称还原羟甲基化反应，取得了优秀的对映选择性、化学选择性、区域选择性和Z/E选择性，高效构建了具有手性（季碳）中心的高苄醇和高烯丙醇。这些工作实现了CO₂的变废为宝和高附加值产品的精准合成，为研究CO₂活化的本质和规律提供了新的实验基础和理论模型，为促进我国CO₂化学研究起了积极的作用。