方向一：专注氢燃料电池用扩散层、双极板、催化剂等关键材料的研究，部分技术达到国际先进水平，该方向获得5项国家863课题和3项国家重点研发计划项目的持续支持。作为国内的领头羊囊括了国家“十一五”、“十二五”、 “十三五”期间所有氢燃料电池扩散层材料方面立项的国家科技项目。
本着“电池要发展，材料必先行”思想，“坐冷板凳十年磨一剑”，专注炭纤维纸、石墨和金属双极板、低铂和非铂催化剂等燃料电池和钒液流电池关键材料的研究。囊括了国家“十一五”、“十二五”、 “十三五”期间所有氢燃料电池扩散层材料方面立项的5项国家863课题、3项国家重点研发计划项目，在多项国家级项目的连续支持下，申请了10余项中国专利、１项国际专利，产品性能经过了中国国家燃料电池测试中心、美国通用汽车公司燃料电池研究中心、加拿大燃料电池国家研究院等国内外权威机构的严格考核，送检样品性能处于国际领先水平，率先填补了国内空白，已具备中试或产业化的条件。
由于在车用燃料电池炭纸方面的杰出贡献，获得美国通用汽车公司颁发的“通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖二等奖”，并连续获2012、2013、2015年度国际Eni奖提名，该奖为国际能源环保领域的最高奖。该项目被中国燃料电池首席科学家在国际能源大会上赞誉为“中国燃料电池研究的一匹黑马”。
在钒液流电池材料的研究方面，与处于第一方阵的湖南银峰新能源有限公司合作，突破了大尺寸炭-石墨材料（复合石墨双极板、扩散层）的研发。
方向二：研究的化学气相沉积各向同性热解炭动密封材料，填补了航天航空发动机等高端装备动密封领域的国内空白，该方向获得1项国家自科基金项目和1项军工民口配套项目支持。
化学气相沉积各向同性热解炭高端动密封材料号称动密封材料中“皇冠上的明珠”，是高/低温、高压、高速旋转、高腐蚀类高端装备发展的关键材料之一。目前，我国在研的大运载、大飞机、大推动比先进战机和潜艇、鱼雷中，为提高发动机的推力、推重比，发动机效率和燃油消耗比已成为关键的技术指标。在国家军工民口配套项目和国家自然科学基金项目的资助下，通过近10年持续的技术攻关，自主研发出了“电磁场流态化化学气相沉积各向同性热解炭技术”，已经成功获得了高性能的各向同性热解炭块体材料，一次性沉积热解炭的厚度达到15mm以上，直径超过80mm。在微观结构调控和成型方面积累了丰富的经验。主要性能达到：导热系数35～40W/m·℃、体积密度1.80～1.90g/cm3、开口气孔率<0.1％、肖氏硬度91～110、抗压强度300～350MPa、石墨化度0.7～67％可调。经过航天六院测试，各项性能指标均超过目前所掌握的俄罗斯样品，性能达到了表国际先进水平。
方向三：研究的军民两用炭/炭复合材料快速化学气相沉积技术和机理以及石墨烯改性处于国内领先，该方向获2项国家973项目和1项企业横向项目支持。目前该方向已孵化两家中型规模公司。
本团队研发的高性能炭/炭复合材料，在航空刹车、太阳能装备等方面已经成功实现应用。
炭/炭复合材料是高性能飞机刹车、火箭发动机耐高温部件等必须的基础材料，其发展水平也直接决定飞行器的先进程度。随着我国各种飞行器的快速发展，对炭/炭复合材料的需求与日俱增，而且随着飞行器的推动比、速度等的增加对材料性能提出了更加严酷的个性化的要求。为此，我们研究了快速制备技术，提出了利用石墨烯、陶瓷等改性技术，进一步提高炭/炭复合材料的力学性能、导热性能、耐烧蚀性能等。
制备的耐烧蚀C/C复合材料多次通过了航天单位组织的高温风洞考核，达到国内领先的水平。
方向四：国内优势资源微晶石墨的提纯、改性和低质高用研究。
微晶石墨和稀土一样属于我国的优势资源，但国内的研发水平低，大部分都以原矿的形式低价出售给了美、日等发达国家，然后又以极高的价格从发达国家进口高端石墨材料，有的品种甚至还作为“卡脖子”的材料向我国实行禁运。为此，我们主要进行了下述研究：（a）连续石墨化提纯和低环保压力的定向化学提纯的装置和工艺研究；（b）国内优势资源微晶石墨的低质高用技术，规避高纯度提纯的环保压力和高能耗成本；（c）微晶石墨在锂电池负极材料、橡胶填料、涂料等方面的应用。（f）石墨烯的制备及其在5G隐身吸波、催化剂载体等领域的应用。
方向五：新型锂离子电池负极材料研究。该方向获2项企业横向项目支持。目前该方向已孵化一家公司。
在国家对新能源汽车补贴退坡的大背景下，动力电池降本将成为今后一段时间发展的重点，那么，提高负极材料的性价比将是工作中的重中之重。为此，我们做了下述工作：（a）化学气相沉积（CVD）在石墨颗粒表面进行气相包覆热解炭和原位生长碳纳米纤维负极材料的连续化生产已达到中试水平；（b）化学气相沉积（CVD）技术制备硅/碳复合负极材料进展顺利；（e）纳米氧化物锂离子电池负极材料的工艺方法已申请了国家发明专利。