研究金属有机框架（MOFs）材料在能源气体分离领域的应用，这一研究有着重要的意义。MOFs 材料自身具备高比表面积的特性，这种高比表面积让它在与能源气体接触时，能够提供更多的作用位点，为气体的吸附和分离创造了有利条件。同时，它还具有可定制特性，这意味着可以根据不同能源气体分离的具体需求，对 MOFs 材料的结构和性能进行调整与优化，使其更好地适配各种分离场景。​利用 MOFs 材料的这些特性，能够有效优化气体储存与分离效率。在气体储存方面，高比表面积可以让更多的气体分子被吸附在材料内部，提高单位体积内气体的储存量；而可定制特性则能让材料对特定气体分子具有更强的吸附能力，减少其他气体的干扰，提升储存的纯度。在气体分离方面，通过定制化的设计，MOFs 材料可以对不同种类的能源气体分子表现出不同的吸附亲和力，从而实现对混合气体中目标气体的高效分离。​这种优化后的气体储存与分离效率，为传统材料提供了升级替代方案。传统材料在面对一些复杂的能源气体分离需求时，往往存在效率不高、选择性不强等问题，而 MOFs 材料凭借其独特的优势，能够弥补这些不足。采用 MOFs 材料替代传统材料，不仅可以提高能源气体处理过程的整体效率，还能降低相关的成本和能耗，在能源气体分离领域具有广阔的应用前景。

本项目聚焦数字孪生技术智慧电池系统的开发，针对锂离子电池在便携式电子、电动交通和电网储能等领域广泛应用，且未来十年将达万亿美元规模的背景下，现有电池系统设计与管控存在的效率低下、寿命短、安全隐患等瓶颈难题，计划基于数字孪生技术，结合电池材料特性、物理机理、大数据、人工智能和现代控制技术，优化电池及其管理系统设计并开发电池 “护照”，实现电池系统全生命周期智能管控，同时结合传感器植入技术和机器学习开发新型智能电池，无死角观测电池内外部状态以优化运行，达成电池系统的高耐久性和高安全性。本项目聚焦数字孪生技术智慧电池系统的开发，针对锂离子电池在便携式电子、电动交通和电网储能等领域广泛应用，且未来十年将达万亿美元规模的背景下，现有电池系统设计与管控存在的效率低下、寿命短、安全隐患等瓶颈难题，计划基于数字孪生技术，结合电池材料特性、物理机理、大数据、人工智能和现代控制技术，优化电池及其管理系统设计并开发电池 “护照”，实现电池系统全生命周期智能管控，同时结合传感器植入技术和机器学习开发新型智能电池，无死角观测电池内外部状态以优化运行，达成电池系统的高耐久性和高安全性。

本项目聚焦应用于航天、汽车和大型工程中的增材制造新型合金开发与应用，研究方向涉及相关领域新材料和特种材料的增材制造（金属 3D 打印）问题，增材制造能快速高效完成近净成形，利于复杂结构设计并减少后续机加工处理，但过程中非平衡凝固带来的残余应力对材料可打印性影响大，因此针对所需性能优化参数和设计新型材料以打印易裂材料至关重要，项目通过先进分析和测试方法研究增材制造及热处理过程对金属材料微观组织和力学性能的影响，建立二者物理模型以理解增材制造工艺对性能的作用，最终通过新型材料研发和工艺参数优化，获得满足工程应用的力学性能，为相关领域带来巨大收益。