能源和水是當今社會的兩個重大問題。如何實現高效的能量轉化和儲存，具有非常重要的科學和應用價值。這個報告中，我將重點關注在儲能材料的結構轉變機制和改性研究，以及光吸收激發態研究：（1）理論計算研究了富鋰正極材料層狀向尖晶石結構轉變的微觀機制，據此提出結構改性的措施，進一步進行摻雜篩選，并結合實驗合成更高性能的富鋰正極材料。（2）研究了NaFeO2電化學循環過程中的結構轉變機制，以及應變對離子輸運和氧穩定性的影響，進一步揭示了應變復合對電化學性能的改善。（3）采用(TD)DFT-OT-RSH方法研究了能量轉化材料的缺陷激發態和合金激發態。

高玉瑞博士，2010-2015年在中國科學院物理研究所攻讀凝聚態物理博士學位，導師為王兆翔研究員。2015年10月-2018年11月在美國加州州立大學北嶺分校物理系從事博士后研究，合作導師為Gang Lu教授；2018年12月-2020年9月在內布拉斯加大學林肯分校化學系從事博士后研究，合作導師為Xiao Cheng Zeng教授。主要從事表面與水作用、能量轉化和儲存微觀機制的理論計算研究工作。作為第一作者在Proc. Natl. Acad. Sci., J. Am. Chem. Soc., Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Mater., J. Mater. Chem. A, J. Phys. Chem. Lett.等期刊發表了多篇研究論文。