在西部大地追光逐日

孔骏喆 · 发表于 3 天前

兰州理工大学先进储能及能量系统实验室科研团队开展光热储能技术研究。受访者供图

初春的西北，戈壁的风还裹着料峭寒意。敦煌城外的荒漠上，上万面定日镜静静舒展，迎着朝阳缓缓转动角度，将千万缕阳光精准汇聚到百米高的吸热塔尖。
塔内，熔盐被加热至数百摄氏度，化作澎湃热能，驱动汽轮机转动，送出源源不断的清洁电力。这抹戈壁上的“人造太阳”，是中国光热发电走向成熟的生动注脚。
而在数百公里外的兰州，兰州理工大学的一间实验室里，一群科研人正循着这束光，向着更难的目标进发。他们要打破行业560℃的技术瓶颈，把太阳能利用温度推到1000℃以上，用最不起眼的沙子，改写光热发电的效率格局。

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一粒沙子的突围
在全球能源转型的浪潮下，清洁能源早已成为发展主旋律。
太阳能光伏发电普及度高，却受制于阴晴昼夜，无法持续稳定供电；而光热发电凭借储热优势，能实现24小时连续发电，是保障能源稳定供应的关键力量。可很长一段时间里，国内乃至全球的光热发电行业，都被一道无形的“天花板”困住。
“主流的熔盐储热技术，温度一超过560℃，介质就会分解、变质，不仅效率上不去，还存在设备安全隐患。”团队核心成员安周建教授，说起行业痛点，语气里满是无奈。
这道温度壁垒，直接让光热发电的理论效率定格在45%左右，再难有质的突破。业内大多选择在原有技术上做微改良，可改良终究换不来革命。
在兰州理工大学，由杜小泽教授领衔的先进储能及能量系统实验室团队，却偏要走一条没人走过的路。
“既然熔盐不行，那就换介质。”团队讨论时，有人提出了一个大胆的想法。他们把目光，投向了随处可见的沙子——石英砂、碳化硅这类固体颗粒。
成本低廉、性质稳定、耐高温极强，这些看似普通的颗粒，成了团队突破技术瓶颈的唯一希望。
“用沙子代替熔盐，听起来像是异想天开，真正动手做，才知道每一步都难如登天。”团队成员吴江波负责固体吸热颗粒的研发。
在此之前，国内对颗粒辐射特性的测量，最高只能到五六百度。要把实验温度拉到1000℃以上，没有成熟的方法，一切都要从零攻克。
“温度每往上提一度，难度都呈几何级增长。设备要改造，测试方法要重构。失败更是家常便饭。”吴江波坦言。
支撑他们咬牙坚持的，是热力学里最朴素的定律。卡诺循环公式清晰表明：吸热温度越高，发电理论效率就越高。从45%到60%，这15个百分点的跨越，放在全国庞大的发电装机体量中，意味着难以估量的能源增量。
“我们算过，哪怕效率只提升1%，多出来的电，都够咱们兰州理工大学用好多年。”安周建笑着说，这句简单的话，藏着团队对能源价值的深刻认知。
这场以“颗粒”为核心的科研长征，被他们定义为“下一代光热技术”。2026年年底，团队承担的国家自然科学基金重点项目即将结题，而成果已经清晰可见：成功将太阳能吸热理论温度突破1000℃，让光热发电效率向60%稳步迈进。
“别人不敢想的，我们做成了；别人做不到的，我们一步步啃下来了。”杜小泽满是自豪。
一群人扎根西北
科研从来不是一个人的孤军奋战，这支追光团队，更是一场跨越地域与年龄的双向奔赴。
36岁的安周建，是团队的中坚力量。2019年，他从北京交通大学博士毕业，“站在了人生最重要的十字路口”。
一边是北京的优质科研平台，资源丰富、机会众多，是无数青年科研人向往的舞台；一边是家乡甘肃，地处西部，科研条件相对薄弱，还面临着人才流失的困境。
“身边很多同学都留在了北京、上海，劝我别回西部，说没发展前景。”安周建回忆。
“我是甘肃天水人，如果我们这些读了书、有技术的本地人都不回来，那家乡的科研事业谁来做？西部的能源发展谁来推？”
而恩师杜小泽的选择，则坚定了他的决心。
彼时，杜小泽从华北电力大学赴兰州，牵头组建先进储能及能量系统实验室，一心想在西部搭建起一流的能源科研平台。
“杜老师这样的行业领军人物，都愿意扎根西部，我作为本地人，更没有理由不回来。”安周建说。就这样，他背着行囊，告别繁华，回到了阔别多年的西北，一头扎进了实验室。
6年时间，他从一名普通讲师，破格晋升为教授，2025年还入选全球前2%顶尖科学家榜单，完成了旁人眼中的“三级跳”。
“这份成长，是团队给了我平台和力量。”安周建总是这样说。
如今，这支40多人的团队，汇聚了五湖四海的追光者。有从北京、西安等大城市回乡的博士，有放弃外地高薪的青年教师，有从全国各地赶来求学的硕士生博士生，还有不远万里来到中国的外国留学生。他们年龄不同、地域不同、背景不同，却因同一个追光梦，在兰州相聚。
实验室的白板上，写满了待解决的难题，大家围坐在一起，你提思路、我补漏洞，激烈的讨论声，常常伴着日落直到深夜。
吴江波曾在颗粒材料制备上陷入死胡同，一度陷入自我怀疑。在他无助时，团队里材料专业的同事主动伸出援手。“我们帮你一起分析材料特性，筛选合适的配比，别一个人扛着。”安周建的一句话，让他瞬间破防。
大家一起查资料、做实验，短短几天，就帮他找到了新的技术方向，省下了数月的摸索时间。“这就是团队的意义，你擅长的地方你冲锋，你薄弱的地方，总有人为你兜底。”吴江波感慨道。
实验室里的师徒情
在兰州理工大学的这间实验室里，科研成果在不断突破，比成果更珍贵的，是代代相传的“传帮带”精神，是藏在细节里的师徒温情。
硕士生王林卉，是团队里的青年学子，说起刚进实验室的日子，她满是怀念。“本科的时候，我只在课本上学过光热储热的概念，第一次走进实验室，看着满屋子的专业设备，连开关都不敢碰，完全手足无措。”
没有指责，没有催促，师兄师姐主动凑过来，手把手教她操作仪器，一步步带她熟悉实验流程。
实验失败了，师兄师姐会陪着她一起找问题，轻声安慰。
研三这年，她遇到了实验重复性差的难题，光是调试进料结构，就耗费了整整一个月。
“每天从早到晚泡在实验室，反复调整参数，可数据还是乱七八糟，那段时间我特别崩溃，偷偷哭了好几次，想过放弃科研。”
在大家的帮助下，她终于找到进料口的微小结构问题，调整后，数据瞬间稳定。
如今，她不仅顺利完成硕士论文，发表了SCI论文，还拿到了985高校的博士录取资格，继续在追光的路上前行。
“这个实验室就像一个家，大家互相陪伴、彼此温暖，我在这里不仅学到了科研知识，更学会了坚持与担当。”来自刚果（布）的留学生周浩然，也在这份温情中快速成长。他研究电池热管理，刚来中国时，语言不通，科研思路不清晰，屡屡碰壁。
“安老师对我要求特别严格，改论文时，连标点符号都不会放过，有时候批评得我心里特别难受，一晚上都睡不着。”周浩然笑着说。
可他心里清楚，这份严格，是老师最真切的期许。正是这份严师的教导，让他在短短几年中发表了7篇学术论文，科研能力突飞猛进。
第一篇论文被录用那天，他特意买了小蛋糕，在实验室里独自庆祝，心里满是激动。“在中国，我不仅学到了顶尖的太阳能技术，还感受到了家人般的温暖。”
周浩然毕业后要回到刚果（布），当一名大学教师，把在这里学到的技术和精神带回家乡。“我的家乡全年阳光充足，太阳能资源极其丰富，我要把这束光带回去，让它照亮我的家乡。”他说。
追光不止
科研人最朴素的自豪感是什么？安周建的答案简单又动人：“有一天你去了一个地方，看到那个装置，你说这个东西我参与过，它还在用，用得还不错。”
这份朴素的心愿，早已在西部大地上落地生根。2021年，团队联合兰石集团，针对西北供热痛点，研发出智慧供热系统，经过反复调试优化，如今已在甘肃金昌、河南郑州等地稳定运行。
“看着自己的研究成果，能让家乡的老百姓冬天暖乎乎的，能为西部发展出一份力，心里特别踏实。”安周建说。
他们从不把科研困在实验室里，而是主动走向产业一线。和首航高科敦煌光热电站、甘肃省电科院、西安热工院等企业深度合作，企业遇到的技术难题，就是他们的科研课题；实验室的研究成果，第一时间送到企业落地转化。
“高校做基础研究，攻克核心技术；企业做产业化，把技术变成生产力，两者结合，科研才有真正的价值。”杜小泽一直这样叮嘱团队成员。
项目结题不是终点，而是新的起点。“接下来，我们还要继续攻克超高温性能表征、气固两相流传热等核心难题，推动这项技术早日实现大规模工程化落地。”吴江波说。
他坦言，这项前沿技术，或许要10年、20年才能成为行业主流，但他们愿意做铺路石。
“前人栽树，后人乘凉，我们多付出一点，后人就能少走一点弯路，国家的能源事业就能往前迈进一步。”这是全体团队成员的心愿。
【责任编辑：张蕾,李晗】

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