随着能源结构调整，新的挑战涌现了出来：当能源载体从高能量密度且稳定的碳基燃料转向低密度且相对不稳定的可再生能源，如何构建与之匹配的能源存储与转化系统，确保总量相当于数十亿吨标准煤的庞大规模能源能够实现安全稳定、经济可行的大时空尺度调配。在2025年的关键时间窗口，基于技术发展现状，两大战略性方向已逐渐清晰——储能技术的规模化突破与氢能产业链的系统性构建。随着储能、氢能技术的不断发展，我们开始重新思考一个问题：曾经支撑工业社会发展的碳材料，是否要被完全淘汰？这种稳定、便宜、能量密度高的材料，在新型能源体系里还能不能找到新位置？碳捕集、利用与封存（CCUS）路线的提出与技术进展为这个问题的答案提供了现实支点。从原理上来说，在传统化石能源领域，通过燃烧后化学吸附、生物质能碳捕集、矿化等技术，可将火力发电、钢铁冶炼等场景释放的二氧化碳进行拦截封存，进一步可以通过电催化、光催化手段将捕集的二氧化碳转化为合成气、乙烯等高附加值化工原料，形成"捕获-转化-再利用"的闭路循环；在储能领域，可以将二氧化碳转化成电池里的电解液，或者生物质基膜材料；在氢能领域，借助二氧化碳加氢催化反应生成甲醇、甲酸等储氢载体，既可规避氢气长距离运输的安全风险与高昂成本，又能实现氢能基础设施的平滑过渡。CCUS的提出不仅重塑了碳在能源链条中的角色——从单纯的燃料转变为多维度的能量转化介质与储运载体，更在深层逻辑上构建了碳循环与能源系统的共生关系。

围绕人工碳循环，课题组主要研究领域：

1. 等离激元效应

2. 同步辐射应用