张兵课题组注重无机、物化、有机与化工等多学科交叉与协同创新，创新变革性的高效催化反应体系，催生绿色新化工。
主要面向水中氢高效催化利用，从分析反应过程入手，设计与合成催化材料，调控关键步骤与优化反应途径，结合多种原位谱学技术与计算模拟研究催化材料在反应过程中的动态结构演化与构效关系，实现耦合可再生能源的绿氢制备与高效电催化氢化，并探索其工业化应用。
电解水制氢与电催化氢化
· 氢能源化学：水分解制氢气；耦合有机氧化反应与水还原析氢反应
· 有机催化与电合成：以水为氢源和氧源，实现有机官能团选择性氢化和氧化
· 人工氮循环：以水为氢源和氧源，实现氮气氧化合成硝酸盐和硝酸盐还原成氨
· 一碳化学：以水为氢源，CO2-H2O电（或光热）催化制合成气、燃料或高碳烃
催化材料合成化学
· 固-液（气或等离子体）界面转化合成新方法与新机制
· 固体的电还原与限域电沉积方法
原位表征和计算化学
· 电化学原位拉曼光谱（Raman）、红外光谱（FTIR）与在线微分电化学质谱（DEMS）
· 电化学原位X射线衍射（XRD)
· X射线吸收精细结构谱（XAS)
· 催化反应机理的计算化学（密度泛函理论）
电化学反应器与过程强化
· 有机电合成反应器的研发
· 氨-氢储氢装备研究与系统集成
团队在研项目：
负责人：王雨婷， 国家自然科学基金青年项目 (经费: 30万元；编号：22101202；在研）
负责人：吴永萌，中国博士后科学基金第72批面上资助 (二等，经费: 8万元；编号：2022M722357；在研）
负责人：赵博航， 国家自然科学基金青年项目 (经费: 30万元；编号：22209120；在研）
负责人：孔令俊， 国家自然科学基金青年项目 (经费: 30万元；编号：22205156；在研）
负责人：史艳梅，国家自然科学基金面上项目（直接经费：54万元；编号：22275134，在研）
负责人：张 兵，国家自然科学基金面上项目（直接经费：54万元；编号：22271213，在研）
负责人：刘翠波，国家自然科学基金面上项目（直接经费：50万元；编号：22371205；在研）
负责人：吴永萌， 2023年度全国博士后创新人才支持计划（经费：64万元；编号：BX20230256；在研）
参与人：张 兵、刘翠波，国家重点研发计划项目the National Key R&D Program of China（本组承担经费：220万元；编号：2023YFA1507400；在研）
负责人：张 兵，天津大学原创基金（经费：50万元；在研）
负责人：赵博航，天津大学科研启动基金（经费：50万元；在研）
负责人：吴永萌，天津大学科研启动基金（经费：50万元；在研）
负责人：王雨婷、史艳梅、吴永萌、赵博航，天津大学启明计划（20万元*4=80万元，在研）
负责人：吴永萌，国家自然科学基金青年项目（经费: 30万元；编号：22401212；在研）
负责人：王雨婷，国家自然科学基金面上项目（直接经费：50万元；编号：22475146；在研）
负责人：刘翠波，国家级青年人才-青拔（个人奖励：50万元；经费：150万元；在研）
科研合作：
1. 计算化学
南开大学 王卫超 教授
中国科学院大连化学物理研究 肖建平 研究员
天津大学物理系 周伟 副教授
四川大学 李红娇 副研究员
2. 同步辐射X光吸收光谱
德国The BESSY II Synchrotron Facility
- Dr. Tristan Petit at Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Germany
加拿大Light Source, Saskatoon
- Prof. Shuhui Sun at Institut National de la Recherche Scientifique-Énergie Matériaux et Télécommunications, Canada
- Dr. Ning Chen at Canadian Light Source, Saskatoon, Canada
新加坡 Light Source
- Dr. Yonghua Du at Institute of Chemical and Engineering Sciences, A*STAR, Singapore
北京光源
- Dr. Lirong Zheng at Beijing Synchrotron Radiation Facility, China
- Dr. Jia-Ou Wang at Beijing Synchrotron Radiation Facility, China
负责人：张 兵，第三批国家“万人计划”-青年拔尖人才（经费：200万元；编号：W03070047；结题）
负责人：张 兵，天津市自然科学基金杰出青年基金项目（经费：100万元；编号：17JCJQJC44700；结题）
负责人：张 兵，天津市青年拔尖人才（经费：100万元；编号：TJTZJH-QNBJRC-1-5；结题）
负责人：张 兵，国家自然科学基金面上项目（直接经费: 65万元；编号：21871206；结题）
负责人：于一夫，国家自然科学基金面上项目（直接经费: 62万元；编号：22071173；结题）
负责人：于一夫，天津市自然科学基金杰出青年基金项目（经费：60万元；编号：20JCJQJC00050；在研）
负责人：于一夫，国家高层次青年人才经费（经费: 300万元；结题）
负责人：于一夫，天津大学高层次青年人才配套经费（经费：150万元；结题）
负责人：于一夫，天津大学北洋学者青年基金（经费：40万元；结题）
负责人：于一夫，国家自然科学基金青年项目 (直接经费: 25万元；结题）
负责人：于一夫， 山东兴鲁化工股份有限公司委托横向课题 (经费: 150万元；在研）
负责人：刘翠波，国家自然科学基金青年项目（直接经费：24万元；编号：22001192；结题）
负责人：刘翠波，天津大学科研启动基金（经费：50万元；结题）
负责人：史艳梅， 中国博士后科学基金第12批特别资助 (经费: 18万元；结题）
负责人：史艳梅， 国家自然科学基金青年项目 (直接经费: 25万元；编号：21901180；结题）
负责人：史艳梅，天津大学科研启动基金（经费：50万元；结题）
负责人：王雨婷， 中国博士后科学基金第70批面上资助 (二等，经费: 8万元；结题）
负责人：王雨婷， 2021年度全国博士后创新人才支持计划 (经费: 63万元；编号：BX2021211；结题）
负责人：赵博航，中国博士后科学基金第72批面上资助 (二等，经费: 8万元；编号：2022M722364；结题）