在第十個全國科技工作者日到來之際,《重慶日報》第5版專欄“傳承與堅守·聚焦全國科技工作者日”整版報道重慶大學能源與動力工程學院教授廖強深耕微生物能源轉化,將微藻變成清潔燃料的動人故事。全文如下,一起來看。


【人物名片】
廖強,重慶大學能源與動力工程學院教授,重慶大學國家儲能技術產教融合創新平臺主任、工程熱物理研究所所長,全國首批黃大年式教師團隊負責人。長期從事傳熱傳質強化、節能減排、新能源及可再生能源利用等領域科研工作,主持國家自然科學基金創新研究群體項目等國家級和省部級項目30余項。

廖強教授(左)在實驗室工作

廖強教授(中)和學生們討論實驗方案
“若我國2.3%的陸地用來養殖微藻,可年產約10億噸生物柴油——超過全國燃油年消耗量。”
“奇跡”在鄂爾多斯上演:全國最大的微藻固定煤化工煙氣二氧化碳產業示范工程,正在變“碳”為寶。
“搞科研,就是要為人所不敢為、不能為,并堅持不懈。”
“科研人最重要的品質是思辨能力和質疑精神,有問題就要大膽提,不要怕被笑話。”
“吃”進二氧化碳,“吐”出生物燃料,在很多人眼中這是一個奇跡。
“奇跡”的制造者,是在地球上已經存在約35億年的微生物——微藻。
5月15日,重慶大學能源與動力工程學院廖強教授帶著記者走進工程熱物理研究所實驗室,拿起一個裝著綠色溶液的玻璃瓶,輕輕晃動了兩下:“‘奇跡’就在里面悄無聲息地發生。”
1000多公里外,黃河“幾字彎”環抱處的內蒙古鄂爾多斯,同樣的“奇跡”在這里上演。這座曾經因煤而興的城市,如今已建成全國最大的微藻固定煤化工煙氣二氧化碳產業示范工程,變“碳”為寶。
一場持續數十年的“碳索”中有著怎樣的故事?記者在實驗室里尋找答案。
接過老師遞來的接力棒
“科研很苦,但堅持很酷”
廖強的骨子里,是有些“叛逆”的,否則當年他也不會一咬牙砸掉自己的“鐵飯碗”。
時間回到1985年。從華中工學院(現華中科技大學)畢業后,廖強被分配到國營西南車輛制造廠(現重慶鐵馬工業集團有限公司),擔任助理工程師。
那個年代,進入一家大型軍工企業工作,無疑是端上了最吃香的“鐵飯碗”。加上大學生稀缺,他被確定為重點培養對象。
然而一年多后,他作出了令人意外的決定——放棄這份好工作,考研深造。
“當時我在廠里的工作是進行動力設備的維修和維護,這固然重要,但顯得重復而單調。”喜歡思考、鉆研的廖強,想嘗試更高水平的科學研究,為國家作出更大貢獻。
1987年,廖強考上重慶大學攻讀博士學位,師從我國著名傳熱學專家、重慶大學工程熱物理研究所創建者辛明道。
辛明道是我國熱管技術奠基人之一,他提出的沸騰傳熱強化機理分析模型與計算方法,是該領域的經典。其編撰的《熱管基礎及其應用》《沸騰傳熱及其強化》等著作和研發的高效熱管換熱器和電子器件散熱器等技術極大地促進了國內熱管與強化傳熱學術研究、人才培養和工程技術的發展。
“你應該‘走出去’,拓寬視野,接觸前沿科技,這樣才能更好實現自己的夢想。”辛明道對廖強說。
1997年,廖強前往香港科技大學從事博士后研究,兩年后回到重慶大學。
彼時,重慶剛直轄不久。“未來,就交到你們年輕人手里了。”即將退休的辛明道,對學生們寄予厚望。
如何接好老師遞過來的接力棒?廖強首先想到的是建一個專業實驗室,將能源動力與生物學科結合起來,開展交叉學科研究。
擺在他面前的,是近乎“一窮二白”的現實。
爭取來的30平方米場地,地勢低洼,一到下雨天就返潮,墻面直掉皮;實驗儀器短缺,很多時候只能到其他學校借。
“每次都是趁別人不用時去借回來,抓緊時間用,一旦別人需要,我們就得立刻還回去。”重慶大學能源與動力工程學院教授陳蓉是廖強的第一位碩士研究生,回憶起當年參與科研的經歷,感慨頗深。
有一次,正值重慶夏季,酷熱難耐。研究所的老師和學生一道,從沙坪壩坐公交車到大坪,再找一輛小貨車將借來的儀器運回。
因為舍不得花錢請搬運工,大家全程自己動手。有的儀器很重,一臺就近百斤,回到學校之后,他們渾身上下衣服都濕透了。
加班也是家常便飯,而廖強是最“卷”的那一個。幾乎每天,他都要忙碌到凌晨一兩點。“有一次,為了解決關鍵技術問題,廖老師在實驗室里守了三天三夜。”廖強的在讀博士生李沛蓉回憶道。
“科研很苦,堅持很酷。”學生們把廖強這句口頭禪寫下來,貼在實驗室墻上,作為團隊的座右銘。
從“燒鍋爐”到“搞養殖”
“科研人要瞄準國家重大需求”
“以前是‘燒鍋爐’的,現在是‘搞養殖’的。”廖強團隊里,大家常常這樣調侃自己。
“燒鍋爐”,源自他們工程熱物理的“老本行”,過去常跟鍋爐打交道;“搞養殖”,源自他們的“新行當”,在實驗室培養微生物。
廖強回到重慶大學后嘗試開展交叉學科研究,微生物能源轉化是其中一個研究方向,團隊成員這就有了上述兩種身份的切換。
“微藻是那些在顯微鏡下才能顯現其形態的微小生物,已知的藻類有3萬余種。”廖強介紹,微藻的生長同樣依賴光合作用,但光合作用效率特別高,是樹木等陸生植物的10倍至50倍。
它就像一個由太陽能驅動的細胞工廠,能源源不斷地將二氧化碳和廢水中的氮、磷等物質“吃掉”,產出富含油脂、糖和蛋白的生物質。之后,這些生物質就可以被“轉換”成清潔燃料。
這是一個奇妙的變化過程。而想要把這個“奇跡”從實驗室搬到工廠等場景中,面臨諸多挑戰。
首先,是思維觀念上的束縛。廖強介紹,微藻能源研究涉及多學科知識,“但那時搞傳熱的不懂生物,搞生物的不懂傳熱。我們做出來的階段性成果,很長時間里在兩邊都得不到認可。”比如那時團隊想要發表論文,但屢投不中。
其次,找“合伙人”也是一件難事。最初,廖強主動上門去找生物學科團隊合作,屢屢碰壁,“他們都說我是外行。”
其三,是資金匱乏。還好沒多久這個問題便迎刃而解。
1999年,廖強回到重慶大學后第一次申報國家自然科學基金項目,得到青年科學基金項目立項支持;2002年,再獲基金項目支持。2005年,又申請到國家自然科學基金重點項目,項目經費150萬元。“有了經費支持,在交叉學科研究的路上,我們走得更有底氣。”廖強說。
經歷六七年沉淀后,廖強帶領團隊,在微生物能源轉化領域取得了一系列研究成果——
原創性地提出多種高效的光合生物制氫、微藻固碳、自然生物高效轉化生物質過程仿生等生物反應器裝置和系統,其性能居于國際先進水平;
提出采用中低溫太陽能對微藻進行熱水解,然后利用水解液進行發酵制取富氫甲烷的新技術路線,提高了微藻制取生物燃料的效率,推動微藻能源走向實用化,助力“雙碳”目標加快實現。
如今,團隊的微藻固碳及微生物能源轉化相關科研成果已在內蒙古、山東等地應用,得到越來越多的關注。
實驗室里,廖強教授望著手中盛滿綠色微藻的反應器,滿懷憧憬。他估算:“若我國2.3%的陸地用來養殖微藻,可減少2024年我國約126億噸的二氧化碳排放量,年產約10億噸生物柴油——超過全國燃油年消耗量。”
“搞科研,就是要瞄準國家重大需求,為人所不敢為、不能為,并堅持不懈。”廖強說。
從“守舊板書”到樂于被反駁
“大家千萬不要迷信權威”
作為首批全國高校黃大年式教師團隊負責人,在教書育人方面,廖強同樣有自己的“獨門秘笈”。
廖強的“板書教學”很有特色。時至今日,他在給學生講課時依然堅持用板書一步步進行公式推導和演算。
“這是一種很好的、平等的互動。”廖強解釋,“我在寫的時候,會問學生這一步是怎么來的、接下來怎么辦,讓大家一起思考。”
廖強還是一位樂于“被反駁”的老師。
有一次,他和幾個學生討論一個冷凝換熱問題。“廖老師,我覺得你剛才說的那個冷凝換熱系數,在實際情況下可能沒那么高。”一名學生突然開口。
廖強眼睛一亮,放下手里的筆:“哦?說說理由。”
“你推導時假設液膜是光滑的層流,但現實中氣液相界面會產生擾動,所以我覺得應該考慮界面波動的影響。”學生答。
接下來,兩人你一言我一語,熱烈地討論了半天。“事實上是我錯了。盡管如此,廖老師對我貿然提出異議沒有半點生氣,甚至還很興奮。”那名學生說。
“科研人最重要的品質是思辨能力和質疑精神,大家千萬不要迷信權威,有問題就要大膽提,不要怕被笑話。”廖強對學生們說。
讓學生們津津樂道的還有廖強喜歡搞“突然襲擊”,“老師經常會拋出一個看似跟科研沒什么關系的問題,來啟發我們的思維。”
有一次,廖強帶著幾個學生,在路邊一家小餐館吃飯。突然間,廖強指著館子里的電視問學生:“這臺老式顯像管電視機在關掉電源后立馬蓋上防塵布,是好還是不好?會不會捂壞?”
陳蓉思索片刻后回答道:“還是等溫度低一點再蓋上更好。”
“事實上,從傳熱的角度看,關掉電源后它已經不發熱了。你怕什么?蓋上去,可以防塵;過一個小時再蓋上去,很多灰塵已經進去了。”廖強笑著說。
廖強給學生出的“難題”還有很多,比如“同樣火力下,鋁盆和不銹鋼盆里的水,哪個先燒開?”“夏天穿黑色還是白色的褲子更有利于散熱?”
“廖老師是在引導我們透過現象看本質,從中提煉出科學問題。”陳蓉說。
采訪臨近結束,記者在一間休息室里看到,幾位學生正圍繞即將舉辦的工程熱物理研究所“盤古杯”趣味運動會展開“頭腦風暴”,策劃比賽項目。
“這是研究所一年一度的‘盛會’,到時候全體師生都將放下手頭的實驗和論文,到運動場上一顯身手。”重慶大學能源與動力工程學院副院長付乾教授笑著告訴記者。
趣味運動會是廖強和其他老師在10多年前共同發起創設的,每年的比賽項目有所不同,但一直只有團體賽,沒有個人賽。
“廖老師是想借此提醒大家,做科研就像打籃球之類的團體賽,從來不是一個人的戰斗,要團結協作,把個人發展融入到集體事業中,融入到國家發展中。”付乾說。
如今,這個工程熱物理研究團隊,已經從最初的幾個人,發展到擁有20多位教師、300多名碩士和博士研究生的規模。
來源:《重慶日報》記者 張亦筑 李周芳
圖片來源:劉力/視覺重慶
原文鏈接:https://epaper.cqrb.cn/cqrb/2026-05/29/005/content_rb_360475.htm