主要从事面向空天环境能源系统的热电材料、燃料电池、储能电池等的研究。拥有国家级领军人才3人、国家级青年人才5人；针对材料导电导热难以解耦造成热电转换效率低的重大科学问题，发现了多种解耦“声子-电子”矛盾的新机理，突破了热电材料长期受限于窄带半导体的禁锢，研制出高效宽温域宽带热电材料及无源温度传感器，在空天飞行器能源系统成功应用；针对传统剥离方法难以克服二维材料层间作用力而导致单层制备率极低的科学问题，提出了拓扑转化新方法，通过层间产生易挥发性物质解离范德华力，实现了高单层率（90%）和高产率（公斤级）二维材料的宏量制备，使电池寿命提高3倍、倍率性能提高5倍；共计15项研究成果于Science、Nature；获2025年国家自然科学二等奖等奖励。