本研究方向緊緊圍繞新能源材料領域的核心問題，面向我國科技和產業發展目標與需求，以相變材料（太陽能光熱材料）、電池材料、儲氫材料、太陽能光電材料、熱障涂層、陶瓷材料、電力絕緣材料以及生物質能領域的相關材料作為核心內容，著重研究新能源體系材料、相變材料和光催化材料的控制合成方法、結構與性能的關系，指導新能源材料和環境功能材料的開發應用，在陶瓷材料、電力絕緣材料、相變材料制備與應用關鍵技術、TiO2納米材料的光電轉換性質和儲能材料等幾個方面取得了重要科研成果。
近年來，該方向主要開展了如下三個方面的工作：①陶瓷材料、電力絕緣材料、相變材料的制備及應用研究；②TiO2納米管陣列的可控制備及光電轉換性質研究；③熱障涂層的設計和失效機理研究。該方向完成各類縱向科研項目24項，其中國家級項目7項，經費共395萬元，獲吉林省自然科學一等獎一項，湖南省技術發明二等獎一項，湖南省科技進步二、三等獎各一項等，獲得國家專利26項，出版專著1部，發表學術論文31篇，其中一區論文4篇。
該研究方向的學術帶頭人曹學強教授和學術骨干朱玲副教授曾獲吉林省自然科學一等獎；學術骨干周藝教授為湖南省太陽能光伏產業聯盟成員、中國電機工程學會、湖南省電子學會會員，曾獲湖南省自然科學三等獎、湖南省科技進步三等獎；學術骨干陳啟杰副教授獲得湖南省技術發明二等獎及邵陽市科學技術進步一等獎，學術骨干曾巨瀾副教授發表SCI收錄的1區論文4篇。