本课题组集中于电池能源、电催化等相关材料的快速制备、高通量筛选、新材料合成、电化学性能分析和规模化应用。 目前主要研究领域如下： 　　

　　（一）无机非金属材料的高通量制备与快速筛选/优化  

　　采用组合物理气相沉积/喷墨打印技术快速制备不同组分和成分比例的样品库（如10*10阵列），进一步采用课题组搭建的高通量组合电化学表征平台快速筛选最优样品。该平台可缩短大批量电催化材料的筛选时间，大幅提高了催化剂研发效率，使得研发成本降低一半，时间缩短一半。  

　　（二）非贵金属电催化材料结构调控、反应机理及器件研究  

　　发展清洁能源及器件（氢能，氢燃料电池等）是解决当前能源危机与环境污染的重要手段。本课题组利用多种实验手段并结合第一性原理计算，调控催化剂微观结构，揭示电荷界面传输及催化剂表面反应动力学机制，在分子、原子水平明确活性位点，并建立微观结构-电子结构-性能之间的制约关系，进一步优化获得新型清洁能源器件用高性能电催化材料。  

　　在此基础上，利用化学气相沉积法和电纺丝等方法制备自支撑、无需粘结剂和导电剂的新型空气电极，将其应用于可充放电锌空气电池，解决传统空气电极制备过程繁琐、极化严重和电极渗液等问题。 

　　（三）锂电池相关材料应用研究  

　　利用可规模化喷雾干燥、溶剂热等工业化方法，制备高容量和高稳定性的硅碳（Si/C）和锡碳（Sn/C）负极材料。改性聚偏二氟乙烯（PVDF）、纤维素等粘结剂应用于大体积膨胀负极材料（如：Si/C和Sn/C等）。  

　　（四）二氧化碳（CO2）存储与资源化  

　　CO2排放引起的气候变化已成为人们广泛关注的重大前沿课题之一。本课题组设计/制备高比表面积多孔材料（如活性炭，金属有机框架材料等）用于化石能源发电厂的CO2捕集与回收，优化调控材料的微孔结构及表面特性，并研究其对吸附性能的影响；进一步设计/利用高活性的纳米电催化剂将CO2转化为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品。