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在敦煌茫茫戈壁上，一座高達(dá)百米的巨塔矗立，周圍環(huán)繞著上萬面定日鏡，宛如一片銀色的向日葵田。它們將陽光匯聚到塔頂，形成一個(gè)熾亮的“人造太陽”，將熔鹽加熱到500多攝氏度，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。這是中國光熱發(fā)電的壯麗圖景。

而在蘭州理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，一群科研人正將目光投向更遠(yuǎn)的未來。他們試圖突破560℃的“天花板”，將太陽能利用的溫度推至1000℃以上——這不僅是數(shù)字的躍升，更是一場關(guān)于能源效率的革命。

這支由國家高層次領(lǐng)軍人才杜小澤教授領(lǐng)銜的蘭州理工大學(xué)先進(jìn)儲(chǔ)能及能量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)，正以“傳幫帶”的精神，在太陽能熱利用的征途上，書寫著屬于他們的追光故事。

01

卡諾循環(huán)的“野心”：從45%-60%的跨越

這是一場關(guān)于“顆?！钡目蒲虚L征。

太陽能光熱發(fā)電的原理，其實(shí)很簡單：用鏡子把太陽光匯聚起來，加熱介質(zhì)，再用高溫介質(zhì)去發(fā)電。它比光伏的優(yōu)勢在于——能儲(chǔ)熱。夜晚、陰天，儲(chǔ)熱罐里的熱能依然可以源源不斷地變成電力。

團(tuán)隊(duì)青年教授安周建和同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室

但現(xiàn)有的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)，卡在了一個(gè)瓶頸上：560℃。超過這個(gè)溫度，熔鹽就開始逐漸分解了。

“那就換一條路。”先進(jìn)儲(chǔ)能及能量創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)把目光投向了固體顆?！切╇S處可見的石英砂、碳化硅等。

“用沙子代替熔鹽，聽起來很樸素，但做起來完全是另一回事?！眻F(tuán)隊(duì)成員吳江波老師指著實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備說。他負(fù)責(zé)的是固體吸熱顆粒的設(shè)計(jì)——從材料的輻射特性測量，到傳熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。“我們要在1000℃以上的極端工況下測量顆粒的輻射特性。以前測輻射，常溫到五六百度就頂天了，現(xiàn)在要推到1000℃以上，反射干擾、設(shè)備耐受、測試方法，全是新問題?！?/p>

為什么要死磕這1000℃？這背后，是熱力學(xué)中一個(gè)鐵律——卡諾循環(huán)。效率公式ηc=1-T2/T1，T1是吸熱溫度，溫度越高，理論效率越高。45%到60%，這15個(gè)百分點(diǎn)的提升，若放在全國近38.9億千瓦的發(fā)電裝機(jī)總量中，意味著天文數(shù)字般的能源增量?！疤岣?%，多出來的電能讓蘭州理工大學(xué)用多少年？”團(tuán)隊(duì)核心成員安周建老師笑著說，這個(gè)賬，他們算過很多遍。

這個(gè)目標(biāo)，被團(tuán)隊(duì)稱為“下一代光熱技術(shù)”。2026年底，他們承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目即將結(jié)題。項(xiàng)目名稱聽起來有些拗口——“流態(tài)化多元顆粒的太陽能寬頻體吸收與動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性”，但他們的成果很實(shí)在：把太陽能吸熱理論溫度推到1000℃以上，讓光熱發(fā)電效率向60%邁進(jìn)。

02

扎根西部：大團(tuán)隊(duì)，大學(xué)科，大協(xié)作

科研從來不是一個(gè)人的事。這一點(diǎn)，安周建的體會(huì)最深。

2019年，29歲的安周建從北京交通大學(xué)博士畢業(yè)，面臨選擇：留在北京，還是回甘肅？“我是天水人，在北京讀書時(shí)就知道，甘肅的人才流失太嚴(yán)重了。我們本地人都不回來，那甘肅怎么辦？”

另一個(gè)吸引他回來的原因，是杜小澤教授。當(dāng)時(shí)，杜小澤從華北電力大學(xué)來到蘭州理工大學(xué)組建團(tuán)隊(duì)，安周建在北京時(shí)就與他有過合作?！岸爬蠋熯@樣的專家都能來甘肅，我作為本地人，回來是應(yīng)該的。”

入職不到六年，安周建完成了從講師到教授的“三級(jí)跳”，2025年入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單。他說，秘訣就兩條：平臺(tái)好，目標(biāo)清?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)是老中青結(jié)合，杜老師把握前沿，吳老師他們做中堅(jiān)，我?guī)У膶W(xué)生做具體研究。每個(gè)人有自己的方向，但都圍繞著一個(gè)大目標(biāo)?！?/p>

吳江波說，“我們每兩周開一次組會(huì)，一個(gè)月一次大組會(huì)，匯報(bào)、反饋、頭腦風(fēng)暴，卡住的問題往往在討論中就有思路了?！庇幸淮危瑓墙ㄔ陬w粒材料制備上卡了殼，技術(shù)路線怎么選都走不通?！鞍怖蠋熕麄冏霾牧铣錾恚o我提了幾個(gè)篩選路徑的建議，一下子把時(shí)間省下來了?！彼f，“這就是團(tuán)隊(duì)的意義——你擅長的地方你上，你不擅長的地方有人補(bǔ)上?！?/p>

這種跨學(xué)科的協(xié)作，早已融入蘭州理工大學(xué)科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的基因。從傳熱到材料，從輻射換熱到氣固兩相流，每個(gè)人各守一段，卻又緊密咬合。正是這種“大團(tuán)隊(duì)、大學(xué)科”的模式，讓他們啃下了“超1000℃極端工況下測量顆粒輻射特性”這塊硬骨頭。

“溫度一高，反射干擾、設(shè)備耐受、測試方法全得重來?！眳墙ㄌ寡裕暗@值得，因?yàn)闇囟让客聘咭欢?，我們就離卡諾極限更近一步?！?/p>

03

薪火相傳：從“一個(gè)人”到“一群人”

這種“傳幫帶”，不僅發(fā)生在老師之間，更發(fā)生在師生之間。

碩士生王林卉還記得剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)的樣子：“本科時(shí)對高溫儲(chǔ)熱就停留在概念層面，知道用顆粒儲(chǔ)熱，但具體怎么做，完全沒概念。”研三的她，如今已經(jīng)完成了碩士論文，發(fā)表了一篇SCI論文，還申請到了外省985高校的博士?！皠偵鲜值臅r(shí)候，師兄師姐手把手教我怎么用設(shè)備，怎么走實(shí)驗(yàn)流程。實(shí)驗(yàn)失敗了，他們會(huì)來開導(dǎo)我；寫論文卡住了，安老師也會(huì)一遍遍幫我改?！?/p>

她說，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差的時(shí)候，可能一個(gè)月都在反復(fù)調(diào)試?！昂髞戆l(fā)現(xiàn)是進(jìn)料結(jié)構(gòu)的問題，改完之后終于穩(wěn)定了。那一刻真的很有成就感。”在她眼里，課題組“像家人一樣”——會(huì)一起聚餐，會(huì)外出游玩，會(huì)在實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)互相安慰。

來自剛果布的留學(xué)生周浩然博士，他的研究方向是電池?zé)峁芾?，“安老師幫我改論文，有時(shí)候‘批評(píng)’得我一晚上睡不著?！彼χf，第一篇論文被錄用那天，他買了個(gè)小蛋糕，一個(gè)人吃了，很開心。

現(xiàn)在，他已經(jīng)發(fā)了7篇論文。他說，畢業(yè)后想回剛果布當(dāng)教授，把在中國學(xué)的技術(shù)帶回去?！拔覀兡莾簺]有冬天，一直是夏天，太陽能很豐富。如果能用上這里的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該會(huì)很好?！?/p>

還有從北京、西安回來的博士，有從外校考來的碩士，有本校一路讀上來的學(xué)生。40多個(gè)人，分在不同的方向，但每周的組會(huì)、每月的大會(huì)，把大家連在一起。

“為什么我們能發(fā)50多篇SCI論文，還能同時(shí)做轉(zhuǎn)化？”安周建回答了這個(gè)問題：“方向選得好，團(tuán)隊(duì)配合得好，學(xué)生也爭氣。但最關(guān)鍵的，是大家都在干一件事——把基礎(chǔ)問題吃透，再把成果交到企業(yè)手里，讓他們?nèi)ヂ涞??！彼靡痪湓捒偨Y(jié)：“高校擅長解決基礎(chǔ)問題，企業(yè)擅長產(chǎn)業(yè)化。我們各干各擅長的，最后合起來，就是一個(gè)閉環(huán)?！?/p>

04

追光而行：寫在祖國大地上的痕跡

科研人最樸素的自豪感是什么？

安周建說，是“有一天你去了一個(gè)地方，看到那個(gè)裝置，你說這個(gè)東西我參與過，它還在用，用得還不錯(cuò)”。

2021年，他和團(tuán)隊(duì)開始與蘭石集團(tuán)合作，幫他們開發(fā)智慧供熱系統(tǒng)。如今，這套系統(tǒng)已經(jīng)在甘肅金昌、河南鄭州等地落地運(yùn)行。“這是我們實(shí)打?qū)崬楦拭C做的一個(gè)落地項(xiàng)目?！彼f。

團(tuán)隊(duì)還與首航高科（敦煌光熱電站）、甘肅省電科院、西安熱工院等企業(yè)深度合作，堅(jiān)持“問題源于企業(yè)、成果反哺產(chǎn)業(yè)”。“我們高校最擅長的是基礎(chǔ)研究，把技術(shù)學(xué)科的問題突破，然后交給企業(yè)去產(chǎn)業(yè)化?！卑仓芙ㄕf，“大家各干各擅長的事?！?/p>

但團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)遠(yuǎn)不止于此。“我們這個(gè)項(xiàng)目結(jié)題后，還要繼續(xù)做超高溫性能表征、氣固兩相流傳熱研究，然后推進(jìn)工程化落地?！眳墙ㄕf，“技術(shù)有代差，我們做的下一代，可能10年、20年后才會(huì)變成產(chǎn)業(yè)?！?/p>

安周建去年出了30趟差，平均每天工作12個(gè)小時(shí)以上?！扒疤焱砩?2點(diǎn)半才回家?！彼χf，“我辦公室五位老師，11點(diǎn)半之前基本都在?！?/p>

這么拼，圖什么？

“中國人講人過留名，雁過留聲?！彼f，“搞了一輩子科研，沒在任何地方留下一點(diǎn)痕跡，那是很遺憾的事?！?/p>

王林卉的愿景更具體：“我是福建人，南方陰雨天多，太陽能發(fā)電不穩(wěn)定。如果這個(gè)技術(shù)能落地，把西北的光變成電送到東部，很多地方用電就不愁了?！?/p>

周浩然的愿望，是把這?！胺N子”帶回非洲?！拔乙厝ギ?dāng)教授，帶學(xué)生，讓他們也學(xué)會(huì)這些技術(shù)?！?/p>

一粒粒不起眼的沙子，在1000℃的高溫下，被賦予了一個(gè)個(gè)宏大的愿景——從西北戈壁到東南沿海，從剛果盆地到撒哈拉以南，這些追太陽的人，正在用顆粒書寫著能源的未來。

而這，或許就是科研人最浪漫的地方：他們把名字，寫在了祖國大地上，寫在了一粒粒沙里，寫在了那個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)熄滅的、由無數(shù)面鏡子匯聚而成的光球里。