从 560℃到 1000℃+！兰州理工大学团队攻坚下一代光热发电技术

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（来源：CSPPLAZA光热发电平台）

在敦煌茫茫戈壁上，一座高达百米的巨塔矗立，周围环绕着上万面定日镜，宛如一片银色的向日葵田。它们将阳光汇聚到塔顶，形成一个炽亮的“人造太阳”，将熔盐加热到500多摄氏度，驱动汽轮机发电。这是中国光热发电的壮丽图景。

而在兰州理工大学的实验室里，一群科研人正将目光投向更远的未来。他们试图突破560℃的“天花板”，将太阳能利用的温度推至1000℃以上——这不仅是数字的跃升，更是一场关于能源效率的革命。

这支由国家高层次领军人才杜小泽教授领衔的兰州理工大学先进储能及能量系统实验室科研团队，正以“传帮带”的精神，在太阳能热利用的征途上，书写着属于他们的追光故事。

01

卡诺循环的“野心”：从45%-60%的跨越

这是一场关于“颗粒”的科研长征。

太阳能光热发电的原理，其实很简单：用镜子把太阳光汇聚起来，加热介质，再用高温介质去发电。它比光伏的优势在于——能储热。夜晚、阴天，储热罐里的热能依然可以源源不断地变成电力。

团队青年教授安周建和同学们在实验室

但现有的熔盐储热技术，卡在了一个瓶颈上：560℃。超过这个温度，熔盐就开始逐渐分解了。

“那就换一条路。”先进储能及能量创新团队把目光投向了固体颗粒——那些随处可见的石英砂、碳化硅等。

“用沙子代替熔盐，听起来很朴素，但做起来完全是另一回事。”团队成员吴江波老师指着实验室里的设备说。他负责的是固体吸热颗粒的设计——从材料的辐射特性测量，到传热结构的设计。“我们要在1000℃以上的极端工况下测量颗粒的辐射特性。以前测辐射，常温到五六百度就顶天了，现在要推到1000℃以上，反射干扰、设备耐受、测试方法，全是新问题。”

为什么要死磕这1000℃？这背后，是热力学中一个铁律——卡诺循环。效率公式ηc=1-T2/T1，T1是吸热温度，温度越高，理论效率越高。45%到60%，这15个百分点的提升，若放在全国近38.9亿千瓦的发电装机总量中，意味着天文数字般的能源增量。“提高1%，多出来的电能让兰州理工大学用多少年？”团队核心成员安周建老师笑着说，这个账，他们算过很多遍。

这个目标，被团队称为“下一代光热技术”。2026年底，他们承担的国家自然科学基金重点项目即将结题。项目名称听起来有些拗口——“流态化多元颗粒的太阳能宽频体吸收与动态响应特性”，但他们的成果很实在：把太阳能吸热理论温度推到1000℃以上，让光热发电效率向60%迈进。

02

扎根西部：大团队，大学科，大协作

科研从来不是一个人的事。这一点，安周建的体会最深。

2019年，29岁的安周建从北京交通大学博士毕业，面临选择：留在北京，还是回甘肃？“我是天水人，在北京读书时就知道，甘肃的人才流失太严重了。我们本地人都不回来，那甘肃怎么办？”

另一个吸引他回来的原因，是杜小泽教授。当时，杜小泽从华北电力大学来到兰州理工大学组建团队，安周建在北京时就与他有过合作。“杜老师这样的专家都能来甘肃，我作为本地人，回来是应该的。”

入职不到六年，安周建完成了从讲师到教授的“三级跳”，2025年入选全球前2%顶尖科学家榜单。他说，秘诀就两条：平台好，目标清。“我们团队是老中青结合，杜老师把握前沿，吴老师他们做中坚，我带的学生做具体研究。每个人有自己的方向，但都围绕着一个大目标。”

吴江波说，“我们每两周开一次组会，一个月一次大组会，汇报、反馈、头脑风暴，卡住的问题往往在讨论中就有思路了。”有一次，吴江波在颗粒材料制备上卡了壳，技术路线怎么选都走不通。“安老师他们做材料出身，给我提了几个筛选路径的建议，一下子把时间省下来了。”他说，“这就是团队的意义——你擅长的地方你上，你不擅长的地方有人补上。”

这种跨学科的协作，早已融入兰州理工大学科创团队建设的基因。从传热到材料，从辐射换热到气固两相流，每个人各守一段，却又紧密咬合。正是这种“大团队、大学科”的模式，让他们啃下了“超1000℃极端工况下测量颗粒辐射特性”这块硬骨头。

“温度一高，反射干扰、设备耐受、测试方法全得重来。”吴江波坦言，“但这值得，因为温度每推高一度，我们就离卡诺极限更近一步。”

03

薪火相传：从“一个人”到“一群人”

这种“传帮带”，不仅发生在老师之间，更发生在师生之间。

硕士生王林卉还记得刚进实验室时的样子：“本科时对高温储热就停留在概念层面，知道用颗粒储热，但具体怎么做，完全没概念。”研三的她，如今已经完成了硕士论文，发表了一篇SCI论文，还申请到了外省985高校的博士。“刚上手的时候，师兄师姐手把手教我怎么用设备，怎么走实验流程。实验失败了，他们会来开导我；写论文卡住了，安老师也会一遍遍帮我改。”

她说，实验重复性差的时候，可能一个月都在反复调试。“后来发现是进料结构的问题，改完之后终于稳定了。那一刻真的很有成就感。”在她眼里，课题组“像家人一样”——会一起聚餐，会外出游玩，会在实验失败时互相安慰。

来自刚果布的留学生周浩然博士，他的研究方向是电池热管理，“安老师帮我改论文，有时候‘批评’得我一晚上睡不着。”他笑着说，第一篇论文被录用那天，他买了个小蛋糕，一个人吃了，很开心。

现在，他已经发了7篇论文。他说，毕业后想回刚果布当教授，把在中国学的技术带回去。“我们那儿没有冬天，一直是夏天，太阳能很丰富。如果能用上这里的经验，应该会很好。”

还有从北京、西安回来的博士，有从外校考来的硕士，有本校一路读上来的学生。40多个人，分在不同的方向，但每周的组会、每月的大会，把大家连在一起。

“为什么我们能发50多篇SCI论文，还能同时做转化？”安周建回答了这个问题：“方向选得好，团队配合得好，学生也争气。但最关键的，是大家都在干一件事——把基础问题吃透，再把成果交到企业手里，让他们去落地。”他用一句话总结：“高校擅长解决基础问题，企业擅长产业化。我们各干各擅长的，最后合起来，就是一个闭环。”

04

追光而行：写在祖国大地上的痕迹

科研人最朴素的自豪感是什么？

安周建说，是“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”。

2021年，他和团队开始与兰石集团合作，帮他们开发智慧供热系统。如今，这套系统已经在甘肃金昌、河南郑州等地落地运行。“这是我们实打实为甘肃做的一个落地项目。”他说。

团队还与首航高科（敦煌光热电站）、甘肃省电科院、西安热工院等企业深度合作，坚持“问题源于企业、成果反哺产业”。“我们高校最擅长的是基础研究，把技术学科的问题突破，然后交给企业去产业化。”安周建说，“大家各干各擅长的事。”

但团队的目标远不止于此。“我们这个项目结题后，还要继续做超高温性能表征、气固两相流传热研究，然后推进工程化落地。”吴江波说，“技术有代差，我们做的下一代，可能10年、20年后才会变成产业。”

安周建去年出了30趟差，平均每天工作12个小时以上。“前天晚上12点半才回家。”他笑着说，“我办公室五位老师，11点半之前基本都在。”

这么拼，图什么？

“中国人讲人过留名，雁过留声。”他说，“搞了一辈子科研，没在任何地方留下一点痕迹，那是很遗憾的事。”

王林卉的愿景更具体：“我是福建人，南方阴雨天多，太阳能发电不稳定。如果这个技术能落地，把西北的光变成电送到东部，很多地方用电就不愁了。”

周浩然的愿望，是把这粒“种子”带回非洲。“我要回去当教授，带学生，让他们也学会这些技术。”

一粒粒不起眼的沙子，在1000℃的高温下，被赋予了一个个宏大的愿景——从西北戈壁到东南沿海，从刚果盆地到撒哈拉以南，这些追太阳的人，正在用颗粒书写着能源的未来。

而这，或许就是科研人最浪漫的地方：他们把名字，写在了祖国大地上，写在了一粒粒沙里，写在了那个永远不会熄灭的、由无数面镜子汇聚而成的光球里。