面向国家空天科技与能源革命的重大需求，围绕固体推进剂燃烧、航空氢动力、低品位能源热化学转化制氢、低碳燃烧与污染物调控四个研究方向开展反应动力学研究，采用理想反应器实验、量子化学计算与动力学模型发展、工程模型与数值仿真方法开发相结合的研究方法，旨在揭示化学能转化过程中的微观反应机制，为优化和调控反应过程提供理论指导，助力发动机和工业器件研发和生产。

1. 固体推进剂燃烧：围绕固体推进剂不同组分进行动力学模型构建，包括均相和异相的反应过程，为实现推进剂生产过程中的安全预警和研发过程中的配方优化提供理论指导。

2. 低碳燃料燃烧与污染物调控：围绕甲烷、生物燃料、氨氢燃料等低碳和零碳燃料开展燃烧反应动力学研究，为新型发动机的设计提供理论指导。

3. 低品位能源热化学转化制氢：围绕低品位能源（包括重质油、塑料、生物质等）热化学转化制氢气（及合成气）的反应动力学问题开展研究，通过揭示基础反应机制、传质、传热从而优化制氢过程，开发复杂体系化学能转化制氢的模拟系统，为高效能、低成本和高选择性的制氢路线提供决策依据。

4. 航空氢动力的反应动力学研究：围绕氢燃料在涡轮机和燃料电池应用中的反应动力学问题开展研究，从电子激发态/离子反应动力学、催化燃烧反应动力学和界面电化学三个方面开展基础研究，旨在揭示氢燃料的反应动力学规律，发展高预测能力的工程模型，为航空氢动力系统的研发提供技术源头和解决方案。