1. 绿氢制用：电解水制氢、二氧化碳电化学还原、燃料电池等

氢能和燃料电池是清洁能量转化和利用的重要途径，其中电催化在高效转化利用过程中扮演了核心角色；涉及的重要化学反应包括：氢气氧化/析出反应、氧气还原/析出反应、二氧化碳还原反应等。围绕小分子活化转化效率问题，课题组致力于发展新型催化材料（包括：碳催化材料、团簇材料等），研究反应机制，开展器件中验证工作。

2. 绿电存储：液流电池、锂离子电池、钠离子电池等

液流电池因具有功率/容量解耦特点，作为中长时安全储能技术备受关注；水系有机液流电池使用有机电活性分子作为储电介质，其核心材料“有机电活性分子”优势在于结构/能级易调变、摆脱有色金属资源依赖、潜在成本低等。围绕有机电活性分子容量低、稳定性差等问题，课题组致力于创新分子体系，研究溶液热/动力学及其在多孔介质中的流体行为，开展液流电池研究工作；另外，课题组致力于开展锂（钠）离子电池用有机电极材料、高熵材料等体系的探索工作。

3. 电化学工程研究方法：扫描电化学显微镜、碰撞电化学等

常规电化学方法受物质传递过程影响，难以获取电化学本征信息，且获取的平均信息掩盖了微观尺度上差异。围绕上述问题，课题组致力于发展新型微纳尺度电化学研究方法，揭示颗粒尺度上电化学反应过程信息；发展高浓体系中溶液聚集态的研究方法，为电池性能/稳定性调控提供新的机制。