我们是一个spectroscopy for catalysis的实验室，聚焦电催化表界面的原位/工况谱学表征与反应机制研究。致力于实现两个目标：一是拓展电化学与电催化领域的理论认知边界，推动催化机制认知“上书架”；二是针对关键应用催化体系开展机制引导的设计，提出可行、有效的性能提升策略，助力催化技术“上货架”。

   主要研究体系涵盖电催化CO₂还原（CO₂RR）、析氢（HER）、析氧（OER）以及阴离子交换膜及其电解水技术（AEM & AEM-WE）中的重要基础科学问题，研究方向包括：

（a）电催化CO₂还原的跨尺度催化机制问题

   电催化CO₂还原反应能将温室气体转化为高价值燃料与化学品，对实现“双碳”目标具有关键意义；同时，以CO为关键中间体的“C–H”“C=O”“C=C”等键合过程，也是电化学界面最重要的基元反应之一。因此，深入探究CO₂RR的反应机理，不仅对CO₂的高效转化至关重要，也对理解更广泛的表界面电化学过程具有重要指导价值。围绕CO₂RR机制，我们开展了系统的原位/工况谱学研究。一方面，采用经典谱学技术，在铜基催化剂的稳定性与选择性调控机制方面取得重要进展，特别是在铜表面重构诱导的*CO构型演变及其动力学转化过程等领域，获得了深入认识。另一方面，我们持续发展新型原位与工况谱学方法，推动脉冲电化学CO₂RR技术及膜电极表面分子修饰催化机制的研究，致力于在方法与认知层面实现同步突破。

代表性工作：J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 4242；J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 31497；J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 20655；J. Am. Chem. Soc. 2024, 146 , 23901；Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2025, 122 , e2418144122.

（b）离子交换膜构效关系及输运特性研究

        离子交换膜是能源电化学器件的关键组成部分，其离子与水分子输运特性直接调控阴极催化微环境的形成，是决定器件整体性能的核心要素。为深入理解离子交换膜的构效关系与微观输运机制，我们从多维度展开系统的表征与机理研究，包括运用原子力显微镜（AFM）与小角X射线散射（SAXS）等技术，解析膜材料的纳米与介观结构，建立微观形貌与性能之间的关联；通过离子电导率测试及基于核磁共振（NMR）、红外光谱（IR）等的水扩散行为表征，系统揭示膜的传质特性与动力学规律；发展适用于膜电极（MEA）器件在真实工况下的原位/工况表征方法，实现从材料到器件尺度的机制贯通。致力通过这些研究厘清离子交换膜在复杂电化学环境中的行为机制，为高性能膜材料与器件的理性设计提供科学基础。

目前主要工作仍在进行研究中。

（c）“固-液”和“固-气-液“界面电催化基础机制研究

 “固-液”和“固-气-液”界面是最重要的电化学能源器件界面，其基础电化学过程和催化机制是决定催化性能的关键。针对这些重要界面的演变规律和催化调控，我们不断探索发展新电化学光谱技术，旨在探究在一个充满水、离子、表面吸附物种的微环境里，表面催化究竟是怎么调控的？尤其关注界面物种与环境微溶液中的界面相互作用的非共价相互作用对催化的调控。

代表性工作：Nat. Catal. 2025, 6, 1115；J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10260；

J. Phys. Chem. C 2025, doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c07614；