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【中国教育报】重庆大学动力工程及工程热物理教师团队:用清洁能源守护“碧水蓝天梦”

来源 : 中国教育报

日期 : 2021-12-27
摘要
12月27日,《中国教育报》第6版以“重庆大学动力工程及工程热物理教师团队:用清洁能源守护‘碧水蓝天梦’”为题关注我校全国首批黄大年式教师团队发挥团队优势,投身科研矢志报国的故事。

重庆大学动力工程及工程热物理教师团队:用清洁能源守护“碧水蓝天梦”    

通讯员 赵深艳 杨万淑    

4784b297f1077a66682ba837b959adb.jpg廖强(左四)在实验室指导团队成员。

在重庆大学,有这样一个团队,他们每天和各种工业废气、废水、废渣打交道,有时也化身“养殖户”在实验室里养“微藻”……这是由廖强担任团队负责人的动力工程及工程热物理教师团队。

他们因同一个“碧水蓝天梦”而相聚,把个人理想和追求融入能源报国的事业中,攻克了一个又一个科研难关。

真正让微藻变废为宝

为积极应对全球气候变化,2020年我国提出“碳达峰”“碳中和”目标,而发展清洁能源正是实现这一目标的有效途径。

廖强和团队成员长期工作在能源动力领域教学与科研一线,从事强化传热传质理论及方法研究,并将其推广应用于余热回收利用、微生物能源转化、环境污染治理、燃料电池、微机电系统等领域,在多项关键技术上取得突破,促进了能源高效清洁利用技术和可再生能源利用技术的发展。

如何寻找低碳的可再生能源?他们把目光投向了“微藻”。“微藻就像是一个由太阳能驱动的细胞工厂。”廖强比喻道。在这个工厂里,可以源源不断地将二氧化碳和废水中的氮、磷等物质转化为富含油脂、碳水化合物和蛋白质的生物质。此后这些油脂就可以被转换成生物柴油,实现变废为宝。

神奇微藻“吸”的是二氧化碳,“吐”出的是燃料。但现有微藻培养光生物反应器存在体积大、占地广、成本高、产率和效率低等突出问题。

对此,廖强团队开展了系统的理论和实验研究工作,提出多种高效微藻培养光生物反应器技术,其性能居于国际先进水平。同时,他们提出采用中低温太阳能对微藻进行热水解,然后利用水解液进行发酵制取富氢甲烷等生物燃气的新的技术路线,以提高微藻制取生物燃料的效率,推动微藻能源走向实用化。

敢打敢拼特别能攻关

团队成员付乾曾在廖强和朱恂两位教授的引荐下到日本读博。“当时两位前辈给我的临别赠言就四个字——学成归国。我后来就回到了重庆大学做科研。”付乾把团队取得突出成果的原因归结为一种“不怕吃苦、扎根实验室”的精神。

1993年,朱恂从重庆大学毕业留校任教。27年来,她和团队日复一日与各种工业废气、废水、废渣打交道。2012年,朱恂率团队开始研究高温熔渣余热回收的能质传输机理。“在一次次艰难探索和不断试错的过程中,我们逐渐攻克了各种核心技术难题,实现了离心粒化法余热回收技术。”该技术出渣品质高,余热回收率高且无需用水,能够为我国钢铁行业每年节能1400万吨标煤,减排二氧化碳3640万吨。团队核心成员王宏表示,这在世界上是首次实现,属于该领域0到1的突破。

廖强和朱恂做事都以严谨著称,在他们的影响下,团队教师对待科研一丝不苟、严谨求是,对实验结果严格把关、反复推敲,对科学问题深度挖掘、刨根问底。团队成员夏奡开玩笑说,团队常年开启“五加二”“白加黑”模式,每年的休息日用十个手指头都数得过来。有时,他们讨论学术问题直到凌晨3点。

多学科交叉强强联合

2020年9月,由廖强牵头的“多相反应流传递与转化调控”群体成功入选国家自然科学基金创新研究群体。这是一个由多名具有交叉学科背景核心学术骨干强强联合组成的创新研究群体,在工程热物理、生物工程、化学化工等学科交叉融合背景下,推动清洁能源科技进步。

团队围绕可再生能源过程中多尺度能质传递及过程强化理论与方法等国际交叉学科研究前沿,开展了一系列创新性研究工作。“我们在过程仿生、微流器件、可再生燃料、微藻能源等基础研究上有了进一步的突破;微藻沼液处理、电解水制氢、钢渣余热利用、新型变压器用散热器等技术的成果转化和市场应用也进展很快。”创新研究群体负责人廖强介绍。

氢燃料电池是现代工业公认的最理想、潜力最大的新能源技术。但现阶段这一技术的成本十分高昂,难以真正“飞入寻常百姓家”。创新研究群体成员、化学化工学院院长魏子栋表示,“我们创新研究群体通过多学科交叉、多专家联合,跨领域联合攻关,实现开发低成本电解水制氢和高性能氢燃料电池,助力可再生能源发展的目标。”

廖强表示,未来面向我国能源革命和能源产业升级的挑战,团队还将继续在复杂和极端条件下多相流传热强化与调控理论、微尺度多相传递与反应调控理论及技术、生物质多相反应过程传递调控及定向转化理论、自然生物系统传递及转化过程仿生理论及方法等方面开展原创性研究。