1. 电化学储能、电催化研究 由于不可再生化石燃料的消耗和由此产生的气候变化，迫切需要开发高效的能量转换和存储设备，以及绿色清洁能源，如氢能。因此制备具有良好的导电性、高比表面积、高化学稳定性和有序结构等特性的新材料至关重要。 |
2. 低碳制备：CO2转化功能纳米碳材料及其应用研究
将温室气体CO2转化为用于能源和催化的先进功能碳材料是缓解气候和能源危机的一条很有前途的途径。例如，通过电催化还原水溶液中的CO2产生的碳燃料；通过电还原熔融盐中的CO2产生的纳米碳材料。通过控制电解参数，可以调控CO2衍生的纳米碳的结构和形貌，例如碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米粒子、石墨烯、空心碳球、三维多孔碳、金属碳化物、核壳碳等。这些具有不同形貌和结构的碳材料可广泛用于能源、催化、电子、纳米等领域。
3. 精准制备：单原子、纳米团簇催化剂
富勒烯是重要的含碳纳米材料之一，是由碳原子组成的类球形团簇分子，呈现零维结构。富勒烯于1985年被发现，并于1990年实现大规模制备，目前已实现商业化生产。富勒烯的规模化生产极大地促进了其结构、性质和应用研究，它对化学、物理、材料、电子、医学等领域产生了巨大影响。因此，富勒烯的发现者于1996年获得诺贝尔化学奖。富勒表面具有多金属锚定位点，其独特的物理结构和电子结构为单原子和超小金属纳米催化剂的合成提供了基础。