功能序构气凝胶在光热电转换中的应用
作者:
作者单位:

1.西安交通大学 国家储能技术产教融合创新平台(中心), 陕西 西安 710049 ; 2.西安交通大学 能源与动力工程学院,陕西 西安 710049 ; 3.山东大学 高等技术研究院, 山东 济南 250061

作者简介:

唐桂华(1974—),男,湖南衡南人,教授,博士,博士生导师,E-mail:ghtang@mail.xjtu.edu.cn

通讯作者:

中图分类号:

TB39

基金项目:

国家重点基础研究发展计划资助项目(2022YFC2204302);国家自然科学基金资助项目(52130604)


Applications of functionally architected aerogels in photo-thermo-electric conversion
Author:
Affiliation:

1.National Innovation Platform(Center) for Industry-Education Integration of Energy Storage Technology, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049 , China ; 2.School of Energy and Power Engineering, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049 , China ; 3.Institute for Advanced Technology, Shandong University, Jinan 250061 , China

Fund Project:

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    摘要:

    信息技术与新能源领域的突破性进展,对材料内部的能量调控提出了更严苛的要求。传统材料设计常陷入光、热、电输运参数间的固有制衡,亟须建立从底层解耦并重构材料功能的新范式。本文系统地综述了以纳米多孔气凝胶为载体,通过功能序构设计理念,利用不同维度结构基元的跨尺度组装,实现对多种能量载流子输运的精准调控的研究进展。基于此理论框架,聚焦于光热电转换的前沿应用,重点评述了气凝胶在光热转换、光电转换、热电直接转换及光热电协同转换中的研究进展与性能优化途径。展望了人工智能驱动的逆向设计和多载流子协同调控等未来研究方向,为按需设计下一代高性能光热电转换材料提供新视角。

    Abstract:

    Recent advances in information technology and new energy systems have introduced increasingly stringent requirements for regulating energy transport within materials. Conventional material-design paradigms are limited by inherent trade-offs among optical, thermal, and electrical transport properties, creating an urgent need for a new paradigm to fundamentally decouple and reconstruct material functionalities. Recent progress on nanoporous aerogels as an enabling platform was systematically summarized, emphasizing how hierarchical structural design and cross-scale assembly of building units allow precise control of diverse energy-carrier transport. Based on this theoretical framework, advanced applications in photo thermal electrical energy conversion were highlighted, with particular emphasis on research progress and performance optimization pathways of aerogels for photothermal, photoelectric, thermoelectric, and integrated photo thermal electric systems. Finally, future research directions including AI-driven inverse design and synergistic regulation of multiple energy carriers were outlooked, providing new perspectives for the on-demand development of next-generation high-performance photo-thermal-electrical conversion materials.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

唐桂华, 孙春磊, 代淇好, 等. 功能序构气凝胶在光热电转换中的应用[J]. 国防科技大学学报,2026, 48(2): 48-63.

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  • 收稿日期:2025-11-27
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  • 在线发布日期: 2026-04-08
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