香港科技大学机械与航空航天工程学系讲座教授、香港科大能源研究院院长赵天寿教授及其研究团队，凭研发以醇类物质作燃料的燃料电池，荣获国务院颁发国家科研界最高荣誉之一、2013年度国家自然科学奖二等奖，并连续第二年获得这项殊荣。同时，化学系杨世和教授联同北京航空航天大学及北京大学的教授，亦就研究过渡金属纳米材料的突破，获颁国家自然科学奖二等奖。

燃料电池是高效及洁净的新能源技术，可广泛应用到手提电话、电脑、汽车、楼宇等，近年已成為新能源领域的一个研究热点。燃料电池的產电过程发生在一个从微观到宏观的跨尺度的复杂系统中，同时伴随有电子与质子的传递、质量与热量的传递、以及电化学反应等复杂的物理化学现象。

赵天寿教授及团队的「燃料电池中多相能质传递与电化学反应的相互作用机理」研究，深入分析燃料电池中的物理化学过程，以热流科学与电化学交叉的独特方法，成功揭示了燃料电池中质量、能量的传递与电化学反应动力学的相互作用机理，建立了新的理论框架。在此理论框架下，直接甲醇燃料电池的性能提高了六倍；直接乙醇燃料电池的性能提高了四倍。赵教授的研究為开创热流科学与电化学学科交叉的新领域做出了重要贡献，推动新能源技术的发展。

另外，他与西安交通大学科研人员共同研究的「多尺度多物理场耦合的复杂系统中流动与传热传质机理」，亦获得2012年度国家自然科学奖二等奖。该项目构建了多尺度流动与传热传质的数值计算方法，在提高能源利用效率、降低能源转换过程中温室气体排放等方面均具有重要意义。

纳米结构物料已成為崭新和发展迅速的物理和化学科研代表领域。杨世和教授与研究团队凭「过渡金属及其化合物纳米材料的可控合成、微结构及相关特性」项目，研製过渡金属及其氧化物和化合物的单佈性纳米材料的製备方法，如纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米管等，更有效掌握其光学特性的调控。利用聚合物表面修饰剂製备稳定氧化锌纳米晶新方法，解决了聚合物修饰氧化锌纳米颗粒发光机制的争议问题，為纳米材料器件化提供了指导与借鉴。

研究团队亦提出了该类纳米材料磁学性质的回应机制，為构建新型结构性质的纳米材料开拓了新途径。他们更推进了软范本湿化学法以及有序结构合成方法学的研究，丰富和发展了准一维铁系纳米材料的介观磁学理论。

科研人员研发的高效可调节的纳米结构，配合可组合和功能化特性，将推动研发低成本、高效能、高稳定性的新一代太阳电池和鋰离子电池。