淡水资源总体不足和人民日益增长的水资源需求之间的矛盾在高速发展的当下日益凸显。利用太阳能进行海水淡化及水处理，是可持续发展过程中环境、水资源和能源领域共同的关注焦点。传统海水淡化技术多以太阳能集热或产电的方式驱动热法和膜法海水淡化，然而这类集中式技术对基础设施、投资、占地等要求较高，增加了在缺水区域大规模推广的难度。太阳能光热海水淡化技术是一种近年来公认的绿色清洁的水净化方式，有望实现低成本、低污染的淡水资源供给。
本项目围绕光热海水淡化效能和水蒸发本质，从光热蒸发器的设计、水输运的普适性调控、界面水分子活化策略三个方面展开研究，设计制备了具有全光谱吸收特性的生物质碳基光热蒸发器，提出了“限域水肤效应”的新概念。在此基础上，创制了“水二极管”光热蒸发器，实现了集热蒸发一体化的太阳能海水淡化器件的环境友好、高效率和低成本化。本项目的相关研究成果先后在Advanced Functional Materials, Nano Energy, Small, Journal of Materials Chemistry A, Chinese Chemical Letters等国际知名学术刊物上发表论文40余篇，2篇入选ESI高被引论文，3篇SCI期刊封面论文，授权发明专利5件。