(1) 太阳能不仅清洁干净，而且供应充足，每天照射到地球上的太阳能是全球每天所需能源的一万倍以上。直接利用太阳能来解决地球环境污染和能源枯竭等问题是最好、最直接且有效的方法。利用太阳光活化光催化剂，在室温下驱动氧化−还原反应，可将水、空气和土壤中有机污染物完全氧化成无毒无害的水和二氧化碳等物质，不产生二次污染；另一方面，利用光催化分解水制氢，采用清洁的氢气替代传统的能源，不仅发热量更高，而且不产生污染物。
(2) 为缓解温室效应并实现碳资源的循环利用，利用气-固相光/电催化技术，通过催化手段打破二氧化碳稳定化学键，转化为高附加值化学品（如一氧化碳、甲酸、甲烷等）。本研究聚焦于开发高活性、高稳定性的催化剂，优化反应界面微环境，以及构建光电耦合等新型反应体系。
(3) 以液态阳光载体甲醇为原料，室温下催化分解甲醇制氢，形成“绿醇−绿氢”循环，可大幅降低全生命周期碳排放。本研究聚焦于耦合碳捕集、光电化学合成与催化过程，以实现醇氢化学能的高效转化。