기존 수처리 공정의 개선 및 대체 기술 제안의 전략으로서 본 연구실은 나노(구조)물질을 활용한 산화-환원 반응 기반 시스템 개발을 주요 연구 목표로 상정하고 있다. 제안 시스템의 구현을 위해 에너지 및 전자전달반응을 매개할 수 있는 금속, 금속산화물, 탄소계열의 나노(복합)소재 등을 후보군으로서 개발/적용하고 있으며, 관련하여 중심 메커니즘 분석, 시스템 효율 최적화, 환경인자 영향성 평가, 소재 및 공정 융합/병합 방안 수립 등의 연구를 수행하고 있다. 동시에 나노물질의 유해화합물로서의 거동 가능성을 타진하기 위해 수계 환경에서의 나노물질의 (광)화학적 변형 기작 모니터링, 고유 특성 변이 관찰, 독성 물질로서의 환경 영향성 평가 등의 연구 분야도 다루고 있다.