围绕“电催化CO₂还原制取C₂₊ 烃类和醇类产物”这一科学问题，先后对“电化学沉积铜氧化物的衍生物”及“氧化物衍生的Cu基双金属”两类催化剂进行了系统的探索，不仅实现了C₂₊ 烃类和醇类产物选择性的逐步突破，而且研究了反应过程中的吸附中间体进而阐明了生成多碳产物路径上的关键步骤。

在对电化学沉积的铜氧化物研究中，发现了其对于C₂₊ 产物的高选择性并率先将原位拉曼光谱技术运用于研究氧化物催化剂的动态变化，揭示了反应过程中活性位点为金属态的Cu，通过调控Cu催化剂的活性面积系统地阐明了Cu催化剂选择性的调控机制。

为了打破Cu基催化剂对于C₂₊ 产物选择性的极限，运用Zn、Ag、Au等对CO具有高选择性的金属与Cu混合以形成双金属催化剂，利用原位拉曼光谱佐证了双金属体系中“串联催化”现象的普适性，系统地调控了C₂₊ 产物的选择性并基于Cu-Ag双金属催化剂实现了4.2%的光能到乙烯化学能转化效率的记录。​​​​​​​