一支隶属于 UNIST 的研究团队近期推出一项新技术，只需利用阳光就能把海水转化为干净的饮用水，全程不依赖任何外部电源。这项成果有望在缓解发展中国家以及偏远岛屿社区的水资源短缺方面发挥重要作用，尤其适用于电力供应不足的地区。
由 UNIST 能源与化学工程学院张志贤教授领衔的团队，研制出一种基于三元氧化物的高性能太阳能蒸发器，可高效利用太阳能驱动水的蒸发过程。当装置漂浮在海水表面时，吸收阳光并将其转化为热量，从而加热海水，使其蒸发并在冷凝后变为可饮用的淡水，全过程无需电力支持。
实验结果显示，面积为 1 平方米的装置在一小时内可产出约 4.1 升洁净水。这一产水速率约为海水自然蒸发速率的 7 倍，是目前已报道的基于氧化物材料的太阳能蒸发器中速度最快的之一。
相关研究以《基于带隙工程的 CuMnCrO4 尖晶石氧化物的可扩展太阳能蒸发器，具备抗盐性能，适用于受污染海水》为题，于 12 月 16 日在线发表在《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。
新型光热材料的工作机制
实现高效蒸发的关键在于一种新开发的光热材料——它能够高效吸收阳光并将其转化为热能。研究团队将该材料涂覆在蒸发器表面，大幅提升了装置将光能转化为热能的能力。
研究人员通过在耐腐蚀锰氧化物中部分以铜和铬取代锰元素，合成出一种新的三元氧化物。借助带隙工程精确调控材料成分，使其几乎可以覆盖整个太阳光谱的吸收范围，从紫外到近红外，整体吸收率达到 97.2%。与传统主要吸收可见光的氧化物材料相比，这种新材料能够捕获并利用更宽波段的太阳辐射，将其转化为热量。
得益于此，新材料表面温度最高可达 80°C，明显高于此前锰氧化物基材料约 63°C 的上限，也优于铜锰氧化物约 74°C 的最高温度。
结构设计抑制盐分堆积
在太阳能海水淡化过程中，盐分在蒸发界面堆积是常见难题。该团队在装置结构上进行了针对性设计，采用倒 U 形构型，并在吸水区域表面覆盖光热涂层。
装置内部结合了吸水纤维材料与疏水性聚酯织物：
- 吸水纤维负责将海水持续引导至蒸发界面；
- 疏水性聚酯织物则有助于盐离子随水流迁移并排出，避免盐分在表面积累。
通过这种结构设计，装置在保持高蒸发效率的同时，有效抑制了盐结晶堵塞问题，提升了长期运行的稳定性。
张志贤教授表示，通过拓宽氧化物材料的光吸收范围并显著提高光热转换效率，团队成功开发出一款兼具高性能与耐久性的太阳能蒸发器。其良好的可扩展性和运行稳定性，使其具备在实际场景中应用的潜力，有望成为应对全球水资源短缺的实用技术方案之一。
