1．电化学传感器：运用材料化学、电化学和物质结构理论进行固体电解质和敏感材料的设计，研究开发新型固体电解质基电化学传感器，如：SO2/SO3，CO2/CO，NO2/NO，HCl，H2S等气体传感器以及氢、铝、磷、氧、硫等金属熔体传感器。研究传感器的结构、材料和传感器的制备工艺对传感器的性能影响，确定响应机理。探索其在生产控制、环境检测等领域应用中的科学问题。
2．高能锂离子电池：以材料结构和电化学理论为指导，探索新型锂离子电池正、负电极材料体系，研究其结构、组成、制备工艺和形貌对电池的容量以及循环性能的影响，揭示进一步提高锂离子电池容量、循环寿命和安全性，以及快速充电的原理和方法。
3．熔盐电化学制备：以氧化物或硫化物为原料，在熔盐中电解还原制备金属、合金或无机材料粉末或涂层。研究其作为电池的电极材料，催化材料和其它功能材料的性能，探讨制备工艺与材料性能的关系。实现材料制备的短流程，达到节能、环保的目的。
4．致密陶瓷气体分离膜：研究电子/氧离子混合导体和电子/质子混合导体陶瓷膜的设计和制备技术，探讨其用于氧气和氢气分离过程中的电化学和动力学机理，确定提高分离膜透气通量的理论和方法。
