（1）解析自然生物电子传递与相关能量代谢机制，利用电化学技术研究生物催化转化过程中与电子转移、能量转化等相关的科学问题；

（2）基于合成生物学的理念和技术（或与纳米材料、化学催化、电化学等领域交叉），设计创建以电能为核心高效能量转化的人工（杂合）生物元件、模块、底盘等，构建“电能细胞”；

（3）开发高性能生物燃料电池、生物电合成、生物传感器的应用，建立电子传递或能量转化过程强化的化学品生物合成新路线并开发相关应用。