 半导体界面的在电极材料中的设计及其对电池性能影响机制的研究 
在金属表面原位、 形貌可控地制备金属氧化物活性/功能层的新方法的探索；
金属/半导体界面对电子、离子传输的作用机理，及其对能源器件（锂电池、太阳能电池等）性能的影响机制；
基于金属电极材料，柔性、弹性、可穿戴电池/电容器的研究。

 二次电池的高效化、可穿戴化、光增强/自充电化研究 
提出以液体 GaIn 作为活性电极材料开发软体电池的思路，并发展了液体金属基的空气原电池和水系二次电池；
基于液体电极材料，可变形电池的设计，以及其他可穿戴能源器件的研究，如纤维太阳能电池、纤维锌聚苯胺电池、等；
光增强型、自充电型电极材料和电池的设计开发。

 质子交换膜燃料电池、电解水制氢池膜电极关键技术研究 
电池三电极体系设计、工况优化和活化工艺等基础研究方法的精进；
以增大三相反应界面和优化物料传质为目标， 膜电极微结构的调控；
光增强型ORR/OER单功能、双功能电催化电极的开发。