繼重慶一研究團(tuán)隊(duì)成功試驗(yàn)沙漠里種莊稼后，重慶大學(xué)一個(gè)教師團(tuán)隊(duì)又在微藻能源領(lǐng)域取得新的技術(shù)突破。這項(xiàng)技術(shù)的帶頭人就是重慶大學(xué)教授廖強(qiáng)。
前不久，廖強(qiáng)所在的重慶大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院教師團(tuán)隊(duì)?wèi){借這一技術(shù)創(chuàng)新，以及良好的師德、師風(fēng)，入選了全國(guó)“黃大年式”教師團(tuán)隊(duì)。
神奇微藻
吸的是二氧化碳，吐出的是燃料
在重慶大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院微藻人工溫室和微生物燃料電池人工溫室中看到，偌大的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，形態(tài)各異的試管等容器中，全是綠色的微藻，其外觀就像是苔蘚和藻類植物的結(jié)合體。
廖強(qiáng)教授介紹，微藻是指那些在顯微鏡下才能辨別其形態(tài)的微小藻群，有兩萬(wàn)多種，它是水體生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者。微藻生長(zhǎng)的原理是光合作用，光合作用效率較高，是樹(shù)木等陸生植物的10倍以上，生長(zhǎng)周期一般只需六到七天。
“它們就像是一個(gè)由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞工廠。”廖強(qiáng)教授比喻道。在這個(gè)工廠里，微藻可源源不斷地將二氧化碳和廢水中的氮、磷等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為富含油脂、糖和蛋白的生物質(zhì)。此后這些油脂就可以被轉(zhuǎn)換成生物柴油，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)格控制光照和水源，模擬各種二氧化碳、氧氣等空氣中常見(jiàn)元素的環(huán)境，監(jiān)測(cè)何種情況下微藻的轉(zhuǎn)化效率最高。
這樣生產(chǎn)出來(lái)的“微藻”，可以“吸入”空氣中的二氧化碳，再把它“吐出來(lái)”，轉(zhuǎn)化為可再生的生物燃料，并且轉(zhuǎn)化率極高。1公斤的量就可以吸收1.8公斤的二氧化碳。
技術(shù)創(chuàng)新
突破微藻能源領(lǐng)域技術(shù)瓶頸
在微藻能源領(lǐng)域，針對(duì)現(xiàn)有微藻培養(yǎng)光生物反應(yīng)器體積大、占地寬、成本高、產(chǎn)率和效率低等突出問(wèn)題，廖強(qiáng)教授的團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究工作，原創(chuàng)性地提出多種高效微藻培養(yǎng)光生物反應(yīng)器技術(shù)，其性能居于國(guó)際先進(jìn)水平；同時(shí)，開(kāi)創(chuàng)性提出采用中低溫太陽(yáng)能對(duì)微藻進(jìn)行熱水解，然后利用水解液進(jìn)行發(fā)酵制取富氫甲烷等生物燃?xì)獾男碌募夹g(shù)路線，以提高微藻制取生物燃料的效率，推動(dòng)微藻能源走向?qū)嵱没?。目前，在?guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和中-泰國(guó)際合作項(xiàng)目資助下，已突破關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證。雙方已簽訂合作協(xié)議，合作初步成果已于2017年底投入使用。
目前，廖強(qiáng)教授的團(tuán)隊(duì)正在建立600平方米的新平臺(tái)，這個(gè)一體化平臺(tái)集合了微藻培養(yǎng)和太陽(yáng)光中溫轉(zhuǎn)化，并采用光伏電池轉(zhuǎn)化白天過(guò)剩太陽(yáng)光，以供給晚上微藻光合作用需要的光，實(shí)現(xiàn)以太陽(yáng)能投入微藻減排和能源化轉(zhuǎn)化。接下來(lái)，他們要將此平臺(tái)推廣到工業(yè)減排、廢水廠凈化廢水和柴油生產(chǎn)等領(lǐng)域。
廖強(qiáng)教授望著手中盛滿綠色微藻的試驗(yàn)器皿，滿懷憧憬。據(jù)他估算，“若我國(guó)1.5%的土地面積用來(lái)養(yǎng)殖微藻，可減少2015年我國(guó)約90億噸的二氧化碳排放量，能生產(chǎn)出約8億噸的生物柴油，夠全國(guó)一年半的燃油使用量。”
前景展望
希望用微藻探索方案治理霧霾
基于微藻吸入二氧化碳消耗廢棄物的特性，廖強(qiáng)教授帶領(lǐng)的這一團(tuán)隊(duì)正在將微藻的功能作用與霧霾治理相結(jié)合，“我們希望能借此為霧霾治理提供很好的解決方案?！?/span>
他們笑稱自己是“燒鍋爐的” 扎根實(shí)驗(yàn)室攻堅(jiān)克難出碩果
廖強(qiáng)牽頭的這個(gè)團(tuán)隊(duì)，主要研究熱能工程方向，他們笑稱自己是“燒鍋爐的”。
這究竟是一個(gè)什么樣的團(tuán)隊(duì)？這個(gè)團(tuán)隊(duì)一共有15人組成，他們中有6位是“80后”。團(tuán)員大多是本科和碩士階段在重慶大學(xué)就讀，博士或博士后階段前往國(guó)外深造，完成學(xué)業(yè)后又回到重慶大學(xué)留校任教。
32歲的付乾曾留學(xué)日本，他把團(tuán)隊(duì)取得突出成果的原因歸結(jié)為一種“不怕吃苦、扎根實(shí)驗(yàn)室”的精神。
在這個(gè)團(tuán)隊(duì)中，葉丁丁的一段故事常常被學(xué)生們用以自勉。
2011年，葉丁丁已經(jīng)懷孕，而她參與的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也進(jìn)入關(guān)鍵攻堅(jiān)階段。雖然實(shí)驗(yàn)室中化學(xué)試劑氣味刺鼻，為了能突破實(shí)驗(yàn)中的這道難關(guān)，她仍然堅(jiān)持來(lái)實(shí)驗(yàn)室，一邊指導(dǎo)，一邊動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，直到臨產(chǎn)。
科研人的這份堅(jiān)守與品性，鑄就了團(tuán)隊(duì)輝煌而豐碩的成果，也身體力行地感染著身邊的學(xué)生。
目前，團(tuán)隊(duì)分別在河北廊坊和酒鋼建設(shè)“高溫高含塵煙氣連續(xù)高效余熱深度回收技術(shù)”工業(yè)示范基地和“液態(tài)熔渣高效熱回收與資源化利用技術(shù)”工業(yè)化示范裝置。
通俗來(lái)說(shuō)，這兩項(xiàng)技術(shù)可以把工廠內(nèi)的高溫含塵煙氣、高溫熔渣這些看來(lái)沒(méi)什么作用的廢棄物，通過(guò)科技手段進(jìn)行能源和資源化利用，凈化環(huán)境的同時(shí)回收熱能和鋼渣資源。
除此之外，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的三維內(nèi)肋管強(qiáng)化傳熱技術(shù)也處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
廖強(qiáng)教授帶領(lǐng)的重慶大學(xué)“黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”，主攻熱能工程方向和新能源與可再生能源方向，注重科研成果轉(zhuǎn)化。目前，團(tuán)隊(duì)的多項(xiàng)成果已逐步成為我國(guó)節(jié)能減排與再生能源的“中堅(jiān)力量”。
