杜希文课题组致力于研究能源转换与存储材料和器件，解决环境污染和能源紧缺的问题。研究方向包括能源存储材料与器件、廉价高效催化剂、环境监测和保护材料。在20余项973、863、国家自然科学基金的支持下，课题组取得了一批高质量的成果。在国际主流期刊上发表论文200余篇，其中包括Science、Nature Chemistry、Nature Catalysis、Nature Comm、JACS、Angew Chem Int Ed、Adv. Mater、ACS Catalysis等顶级期刊发表数十篇论文。研究成果被Nature网站选为研究亮点，被SCI引用万余次。2015年课题组获得天津市自然科学一等奖。