环境、材料、能源是人类社会赖以生存发展的三项基石，其中环境是空间和条件，材料是物质基础，能源是发展动力。对人类文明起到重大推动作用的两次工业革命都是在材料进步的基础上、由当时先进的技术与能源结构更替相结合所掀起的，大力促进了当时生产力的进步。然而，建立在化石能源基础上的能源结构在加速文明进程的同时也给生态环境带来了压力，环境污染、资源匮乏、能效低下、气候变化等一系列问题挑战着人类社会发展的可持续性。开发洁净能源、节能技术上升为各国的国家战略。我国相应地制定了“碳达峰 碳中和”的目标，引导经济高质量发展。

 面向双碳战略目标对变革性工业技术的迫切需求，我们以材料科学的视角在洁净能源利用及节能技术领域开展研究，以提高能源利用效率及电能、光能和化学能之间的转换效率为目标，以金属材料表面功能化和材料微观组织设计为手段，注重融合传统金属结构材料研究过程中形成的概念和理论，结合材料制备与改性技术在不同尺度上调控材料结构，在实验上优化材料及器件的结构性能，从理论上揭示物质结构与表面化学性质之间的关联。