本课题组运用物理学基本原理、数据库分析及机器学习技术开展新材料的模拟与设计，包括储氢材料、电池材料、热电材料、CO₂转化材料、团簇组装材料。已在PNAS、 PRL、 JACS、 AngewChem、Adv.Energy Mater.、ACS Cataysis、Chem.Rev. 等期刊上发表论文280余篇，被引12000余次。成果被选入杂志封面、被APS News、Sicence News等多种媒体所报道。该课题组首次把量子拓扑材料应用于电池领域，首次成功预言了CrI₃二维结构的稳定性和铁磁性、氟化BN二维结构所诱导的磁性，氢化石墨烯所产生的磁性、锂化MOS₂所引起的结构相变并为实验所证实。