黄云辉教授长期致力于将钙钛矿、双钙钛矿和层状结构的过渡金属氧化物的合成、结构和性能研究，主要将它们应用于可替代能源（固体氧化物燃料电池、锂离子电池）和磁电信息功能材料领域。
科研项目(1) 研究发现了一类新型的双钙钛矿结构的Sr2MMoO6（M为过渡金属元素）固体氧化物燃料电池阳极材料，可直接对天然气进行电极氧化，在解决天然气燃料积碳和硫中毒等关键问题上取得重大突破，对固体氧化物燃料电池的进一步研究和应用具有重要意义，这一成果于2006年4月14日发表在美国《科学》周刊上，英国《自然》杂志于2006年9月28日在“研究亮点”中对其作了专题报道。
(2) 采用无机-导电高分子复合材料作为正极材料，成功地研制了磷酸铁锂型快速充电锂离子电池，3?6分钟可充至理论容量的80%以上，可望用于电动汽车动力电池，具有巨大的市场应用价值，同时无机-高分子复合电极材料为新一代锂离子电池的研究开发开拓了一条新路。
(3) 成功地利用简易的水热法，选择性地合成形貌可控的铋酸铁、稀土锰酸盐系列多铁性磁电功能纳米材料，并对其磁学性能进行了研究。
(4) 发展了一种特殊的封管吸氧技术，结合溶胶-凝胶法，成功合成了高有序度的双钙钛矿氧化物Sr2FeMoO6，系统地研究了有序度对磁性和输运性质的影响，提出了价态平衡的模型以及极化子-巡游电子的转换机制。
(5) 通过无机-无机、无机-金属、无机-高分子复合，得到室温或低场磁电阻增强效应，为氧化物庞磁电阻材料可能的应用打下基础。
(6) 采用高温高压极端条件，合成常规条件难以合成的具有磁电效应的钙钛矿结构氧化物，发现高温高压导致的锰酸盐体系由六方相向钙钛矿相的相转变现象并由此引起的特殊磁电性能。
出版著作担任国际化学、材料、纳米技术等领域学术期刊评审专家：J. Am. Chem. Soc.、Chem. Mater.、Appl. Phys. Lett.、J. Am. Ceram. Soc.、J. Nanosci. Nanotech.、J. Cryst. Growth、Mater. Res. Bull.、Solid State Commun.、J. Alloy Compds.等，和国内学术期刊评审专家：《高等学校化学学报》、《应用化学》等。
个人生活主要学习和工作经历
1984.09-1988.06北京大学化学与分子工程学院化学专业学习，获理学学士学位
1988.09-1991.06北京大学化学与分子工程学院分析化学专业学习，获理学硕士学位
1991.07-1997.06南昌航空大学化学工程系，任讲师、教研室主任、系副主任
1997.09-2000.06北京大学化学与分子工程学院无机和材料化学专业学习，获理学博士学位
2000.07-2002.06北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室博士后，从事磁电阻材料的研究。
2002.06-2005.05复旦大学先进材料实验室副教授，从事无机磁电功能材料的研究。
2002.11-2004.10日本东京工业大学应用陶瓷研究所，从事半金属体氧化物的磁性和输运性质（由复旦大学派遣）。特别研究员(日本学术振兴会JSPS，东京)
2005.05-2007.12德州大学奥斯汀分校任研究员，从事固体氧化物燃料电池和锂离子电池研究。
2006.12-华中科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，从事固体氧化物燃料电池（能源材料）；锂离子电池（能源材料）；无机磁电功能材料（材料化学与物理）；稀土无机化学等方面的研究。
2010.10-2016担任华中科技大学材料科学与工程学院院长。
现为同济大学材料学科委员会主任，车用新能源研究院院长。
研究方向（1）锂离子动力与储能电池；
（2）下一代电池关键材料与技术；
（3）固体氧化物燃料电池；
（4）车用新能源关键材料与技术
