长期从事电化学和表界面科学研究
孙世刚提出电催化活性位的结构模型，揭示了表面原子排列结构与电催化性能的构效关系。发展了高灵敏度、高时间分辨的电化学原位红外反射光谱方法，系统研究电催化过程，阐明了多种有机小分子与铂电极表面相互作用的机制。创建了电化学结构控制合成方法，成功破解高表面能纳米晶制备的难题，首次制备出由高指数晶面围成的高表面能铂二十四面体纳米晶，显著提高了铂催化剂的活性。
