Su investigación se centra en la síntesis de materiales nanoestructurados con tamaño, forma y composición controlada, especialmente para comprender cómo la estructura de una superficie afecta su reactividad química. Ha trabajado en catálisis térmica y electrocatálisis, usando métodos in situ y operando, es decir, técnicas que permiten observar los catalizadores mientras funcionan en condiciones reales. Estos estudios son importantes para procesos como la conversión de CO₂, la producción de combustibles limpios y el diseño de tecnologías químicas más sostenibles.
Desde 2017 dirige el Departamento de Ciencia de Interfaces del Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck, en Berlín, y desde 2023 también asumió de forma interina la dirección del Departamento de Química Inorgánica. Su producción científica incluye cientos de publicaciones, patentes y capítulos de libro, además de una fuerte influencia en la formación de nuevos investigadores. Su trayectoria muestra cómo la fisicoquímica, la nanociencia y la catálisis pueden unirse para resolver problemas energéticos y ambientales actuales.
