本项目研究了纳米复合储能材料设计及其性能优化，属于低维无机非金属基复合材料中的储能材料前沿研究，属于能源与环境技术领域。纳米复合材料因纳米尺度效应以及特殊组分和结构，使其在物理化学性质方面表现出特异性，这些特性将拓宽其在节能和环保领域的应用。本项目第一完成人在国内较早开始低维材料储热特性相关的基础研究和应用探索。近年来，项目组在国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才计划、东方学者及跟踪计划、上海市科委基础性研究计划、上海市自然科学基金等以及合作企业的各类资金支持下，取得了丰硕的成果。本项目以在能源利用、电化学储能和热管理等领域具有重大应用背景的典型材料为研究对象，对纳米结构及其复合体系超级电容器储能、电催化和热量输运的形成机理、微观结构、影响因素和性能优化调控进行了系统深入的研究，探讨了纳米复合体系表面、界面物理化学性质，揭示复合材料超级电容器储能机制及性能影响因素，阐明了纳米复合体系电化学催化特性与各主要因素直接的关联性；建立了合理有效的复合高容量电极材料的制备新方法与新技术。采用化学氧化原位聚合法，在石墨烯悬浮液中成功制备高氯酸掺杂的导电聚苯胺纳米纤维材料，具有高比电容，成果获高度关注（入选ESI高被引论文）；在J. Power Sources上报道了氧化石墨烯/导电聚吡咯纳米线复合高容量超级电容器材料的制备及其性能优化（入选ESI高被引论文），被Energy Environ. Sci. (IF:30.067) 等期刊多次引用；首次以胆碱构建单分子层界面，通过电化学沉积技术构筑纳米Au颗粒，获得的纳米复合材料对环境污染物肼具有优异的电催化性能，并对电催化反应中的电子转移数、物质扩散系数、实际样品检测等进行了分析研究（入选ESI高被引论文）；优化设计出元素掺杂晶态纳米α-MnO2材料，可使Na＋、K＋等电解质离子轻松通过，加快离子在电化学反应中的迁移与传输，被Chem. Soc. Rev. (IF: 40.182) 等顶尖期刊引用，引起广泛关注。本项目共计发表学术论文85篇，其中SCI/EI收录75篇。SCI数据库他引2400次，其中8篇代表作论文SCI源他引606次，项目第一完成人从2014年起连续5年入选爱思唯尔(Elsevier)中国高被引学者榜单；申请国家发明专利15项，已获授权11项。本项目开发的石墨烯/导电聚合物一维纳米结构复合材料的制备技术、发展的胆碱单分子层构筑金属纳米电催化剂检测环境污染物新方法，以及建立的纳米复合体系结构与储能机制的关系，为调控电极材料的界面结构和电化学性能以及能量的高效传递提供了理论基础，对开发高性能化学电源、电催化剂、热管理材料等具有非常重要的理论指导意义和实际应用价值，将极大地促进能源利用产业的发展，进一步推动纳米科技应用领域的拓展。