针对天然气开发利用存在能耗高、高值利用困难以及伴生资源（硫化氢、二氧化碳等）浪费等难题，通过太阳能（光/光热/光电）驱动甲烷及伴生资源向高含能化学品（甲醇、氢气、合成气等）的定向转换，突破催化剂选择性差和活性低的应用瓶颈，实现天然气全组分的绿色综合利用。具体方向：1）甲烷高值利用；2）气藏伴生资源绿色利用。
2. 油气资源开发利用中的污染治理
围绕油气资源开发利用中的废水、废气处理问题，开发低能耗、高效率的新型催化污染物净化技术，解决催化剂活化和失活难题，攻克催化剂规模化制备和应用技术瓶颈，实现催化污染物净化技术产业化应用。
3. 绿色能源电催化与电化学合成
针对绿色可再生能源波动性电源消纳和电网调峰调频难等问题，因地制宜发展高匹配性“绿电消纳”高效转化技术，建立载能分子在耦合电场参数下的催化转化模型方法，阐明绿电供能下电化学转化机制；设计并制备电流响应负载型合金电极材料，开发工业级电催化制氢-氨一体化关键技术；建立绿电合成含氮/氢/碳高值化学品成套示范装置；发展绿色能源利用全生命周期的碳计量评价方法。具体方向：1）氢氨能开发与利用；2）电化学合成；3）碳资产管理与碳计量。
4. 超快光谱与原位表征技术
围绕光、热、电多场耦合下油气资源转化利用的复杂载流子动力学、反应物和产物相互转化过程，发展高时空分辨的超快光谱、电化学表界面多尺度动态表征、以及多组分中间体溯源和追踪的现场原位表征等技术，揭示反应动力学和机理，指导油气资源高效转化与清洁利用。具体方向：1）超快光谱；2）原位表征技术。
