代表性研究成果|面向海水淡化的光热功能材料

受全球人口增长、环境污染以及气候变化等因素的影响，淡水资源短缺问题日益严峻。近年来，世界各国纷纷探索基于太阳能驱动的海水淡化策略，以减轻化石能源消耗与环境污染压力、增强清洁水资源安全供给能力。目前，人们致力利用各种吸光机制来增强材料的光热效应和采用隔热结构以降低光生热量的损失，但却忽视了从调控电子态密度的角度来提升材料的本征光吸收系数，也未能关注将光热转换行为限域在材料表层以提升光生热量的品位和光能功效。

左良团队通过理论解析、实验研究和模拟计算，发现了具有平带电子结构和低导热系数的金属性λ-Ti₃O₅光热转换材料。实现了全太阳光谱范围内对光的本征强吸收、低反射，且将光热转换和光生热量限域于材料表层区域。利用λ-Ti₃O₅作为吸光体，制备出了内部通孔和顶部空腔结构的水凝胶基三维蒸发器，创造了太阳光驱动海水淡化蒸发速率的世界纪录。该材料技术不仅在海水淡化领域拥有巨大应用前景，而且可以拓展到污水处理等领域。该成果于2023年9月在《自然》发表，并被Science China Materials、Joule等国际著名期刊专评。