为了我们的绿水青山梦

——记重庆大学动力工程及工程热物理教师团队

2018年04月25日09:01  来源:人民网-教育频道
 

在重庆大学,有这样一群人,在教学之外,他们每天的工作都是与各种工业废气、废水、废渣打交道,或是化身“养殖户”,在实验室楼上养微藻……他们是以廖强教授为首的动力工程及工程热物理教师团队,因为共同的理念和兴趣走在一起,只为实现心中的碧水蓝天梦。

廖强团队成员(部分)合影

做清洁能源的先行者

走进重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部实验室,伴随着机器运转声,团队负责人廖强教授正在指导学生做实验,他耐心地为学生指出问题、答疑解惑。在青年师生的眼里,廖强教授和蔼谦逊,既是良师也是益友。

廖强的团队长期工作在能源动力领域教学与科研一线,他们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。他们研发的三维扩展表面强化传热技术处于国内领先、国际先进水平,广泛运用于工厂的余热回收、制冷空调、化工等领域。

此外,团队牵头承担了“高温高含尘烟气连续高效余热深度回收技术”和“液态熔渣高效热回收与资源化利用技术”等国家科技部重点研发计划项目,均对我国节能减排具有重要作用。

神奇微藻

吸的是二氧化碳,吐出的是燃料

团队意识到,仅仅在减少污染物排放上下功夫远远不够,要彻底治理污染最终需要低碳的可再生能源。

在廖强团队的微藻人工温室和微生物燃料电池人工温室中可以看到,偌大的实验室内,形态各异的试管等容器中,有绿色的微藻,还有产电的细菌。

廖强教授介绍,微藻是指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小藻群,有两万多种,它是水体生态系统中的初级生产者。“它们就像是一个由太阳能驱动的细胞工厂。”廖强教授比喻道。在这个工厂里,微藻可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、糖和蛋白的生物质。此后这些油脂就可以被转换成生物柴油,实现变废为宝。

技术创新 突破微藻能源领域技术瓶颈

在微藻能源领域,针对现有微藻培养光生物反应器体积大、占地宽、成本高、产率和效率低等突出问题,廖强教授的团队开展了系统的理论和实验研究工作,原创性地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,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。目前,在国家自然科学基金重点项目和中-泰国际合作项目资助下,已突破关键的技术瓶颈,完成了装置实验验证,实验样机已于2017年底投入使用。

目前,廖强教授的团队正在建立600平方米的新平台,这个一体化平台集合了微藻培养、采收、分离和太阳能水热水解以及微生物发酵制取富氢甲烷等功能,并采用光伏-光热一体化装置和储能装置供给系统的电、热、以及微藻反应器夜间的光照需求,实现全太阳能投入的微藻减排和能源化转化。接下来,他们要将此平台推广到工业减排、废水厂净化废水和生物燃料生产等领域。

廖强教授望着手中盛满绿色微藻的反应器,满怀憧憬。据他估算,“若我国1.5%的土地面积用来养殖微藻,可减少2015年我国约90亿吨的二氧化碳排放量,年产8亿吨的生物柴油,超过全国燃油的总消耗量。”

一盏不灭的灯 实验室的吸引力

廖强牵头的这个团队,主要从事工程热物理方向的研究工作,他们笑称自己是“烧锅炉的”。15人组成的团队里,有6位是“80后”。团队成员大多是本科和硕士阶段在国内就读,博士或博士后阶段前往国外深造,完成学业后又回到重庆大学任教。

团队成员付乾正是在廖强教授和朱恂教授的引荐下到日本读博,“当时二位前辈给我的临别赠言就四个字——学成归国,所以我后来就回到了重庆大学做科研。”目前是重庆大学一名特聘研究员的他,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。

在这个团队中,叶丁丁教授的一段故事也常常被学生们用以自勉。

2011年,叶丁丁已经怀孕,而她参与的一项实验也进入关键攻坚阶段。虽然实验室中要采用化学试剂,为了能突破实验中的这道难关,她仍然坚持来实验室,一边指导,一边动手实验,直到临产。

科研人的这份坚守与品性,铸就了团队辉煌而丰硕的成果,也身体力行地感染着身边的学生。

一群有爱的老师 倾其所有助力学生成长

这是团队负责人廖强和朱恂一天的行程:早上5、6点起床,赶飞机到北京参加会议,结束后迅速赶回重庆,回到家已是凌晨三点多,他们还要再继续备课。第二天一早,两位老师又精神奕奕地准时出现在课堂上。

廖强教授(左四)正在实验室给大家讲解微藻的特性

“有时深夜经过廖老师的办公室,总会看见他还在专心备课。廖老师上课从不使用幻灯片课件,坚持用粉笔在黑板上一步步推导公式,让我们清楚地知道演算过程。他的理论功底深厚,讲课富有激情和感染力,常常将科研实践中的案例融入教学中,听他的课真是一种享受。” 廖强的博士何雪丰说。

在学生眼里,看上去亲切随和的老师们,在科研和教学中却是不折不扣的 “完美主义者”。仅有几名研究生参与的小组讨论会开上5、6个小时是常有的事,老师们对学生的研究进展总要打破砂锅追问到底,绝不含糊每一个细节,务必帮他们理顺研究思路,把握研究方向,纠正科研中的不良习惯,养成严谨的治学态度。误了午饭时间,有时来不及吃饭便赶往课堂,准备下午的课程。

“聪明人要会寻找初露头角的最前沿的方向,做最创新哪怕是很简单的事情。”这是辛明道教授留给廖强的最珍贵的寄语,他将这句话送给了青年师生。

(责编:兰美娜(实习生)、熊旭)

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