如何低成本从水中获取氢气，然后转化为氢燃料电池；如何通过微生物发酵，高效节能地将餐厨垃圾等有机废弃物转化为氢气、甲烷等清洁能源……在前沿科研领域，“跨界合作”已经成为一种趋势。
近日，我校能源与动力工程学院院长廖强教授领衔的“多相反应流传递与转化规律”研究团队成功入选国家自然科学基金创新研究群体。
中国创新研究群体项目国家自然科学基金成立于2000年，旨在支持优秀中青年科学家担任学术带头人和研究骨干，围绕某一重要研究方向合作开展创新研究，培养和造就在国际科学前沿占据一席之地的研究群体。是目前国内学术影响力最大、竞争最激烈的人才计划项目。
这是我校时隔6年再次入选该项目，也是重庆大学第四支队伍。
该项目的批准，标志着我校能源利用与工程热物理学科优势和特色得到了充分肯定。这也是学校利用理工科门类齐全、实验室基础雄厚的优势，聚集不同学科优秀人才，提升科技创新能力的重要体现。
02:08氢燃料电池具有清洁、高比能量、高能量转换率和无噪音运行等优点，被现代工业认为是最理想、最有潜力的新能源技术。氢电池汽车作为新能源汽车的主要技术路径之一，近年来发展迅速。但氢燃料电池汽车仍存在成本高的缺点，未来仍需进一步攻克相关技术难题，才能真正“飞入寻常百姓家”。
"虽然地球上的氢元素非常丰富，但它主要以水的形式存在."化工学院院长魏子东教授表示，目前电解水制氢由于电力成本较高，与化石燃料重整制氢相比没有价格优势。然而，随着廉价可再生能源的普及和电解水催化剂的技术突破，基于可再生能源的电解水制氢和氢燃料电池是未来新能源技术的发展方向。
"氢燃料电池也面临着降低成本的挑战."魏子东举例说，目前，先进的燃料电池仅使用一个铂金环所含的贵金属量就可以推动一辆汽车。然而，铂的储量非常有限。开发高效、低成本、可持续的燃料电池技术，替代铂等贵金属，是其商业化的关键。“我们正在与能源与动力工程学院和生物工程学院等专家合作，通过多学科、跨学科的联合研究来实现这一目标。”
据了解，中国70%的发电量仍依赖燃煤电厂，燃煤排放的废气尤其是二氧化碳对环境的影响越来越显著，温室效应就是其中之一。
在廖强教授团队所在的低品位能源利用技术与系统教育部重点实验室，用各种器皿在恒温室内培养绿色微藻。微米级的微藻就像一个细胞工厂，可以将废水中的二氧化碳、氮、磷等废物不断转化为富含油脂、碳水化合物和蛋白质的生物质。
“油脂可以转化为生物柴油，取代我们现在依赖的化石燃料。尽管微藻具有如此巨大的潜力，但微藻能量转换仍存在高能耗等重大瓶颈。”廖强教授介绍，为了降低能耗，他们将多相流传递强化理论应用于高效微藻光生物反应器的开发，充分利用太阳能来替代微藻能量转化过程对电能等能源的依赖。
在我们大学能源与动力工程学院的这个实验室里，通过微生物发酵，将餐厨垃圾等有机废弃物转化为氢气、甲烷等清洁能源。
夏奡教授介绍，他们发现自然界微生物转化制备燃料的效率较低，通过与生物工程学院团队的深入合作，获得了改良菌株。此外，他们将利用跨学科研究的优势，开发新的仿生反应器。
“白蚁是一种非常有效的生物系统，它能快速降解木质纤维素生物质废物。通过深入研究白蚁消化过程的机理，分析白蚁消化系统的关键物理结构，复合菌与生物酶的协同关系等。，我们建造一个新的仿生反应器，实现生物质废弃物高效转化制备燃料。”生物学院院长蔡开勇表示，通过跨学科研究，团队有望在白蚁消化系统代谢途径解析和高效工程菌株构建方面取得突破。
“我们团队有18名核心学术骨干，具有跨学科背景。大家各显神通，在生物质能利用、电化学能量转换等领域都有很深的涉猎。”据能源与动力工程学院朱迅教授介绍，团队中的每一位师生都有自己的方向和领域，团队交叉学科，联合他人，共同解决前沿科研项目上的相关科学问题。
“多相反应流传递与转化规律”研究团队依托工程热物理国家重点学科、动力工程与工程热物理一级博士点、低品位能源利用技术与系统教育部重点实验室、化学过程强化与反应国家地方联合工程实验室和生物制品与化学技术部重点实验室。围绕能源高效清洁转化利用中多相流动传递与转换调控的关键热物理基础科学问题和应用技术问题，长期致力于多相流动传热传质强化与调控、多相化学反应流动传递调控和多相生物转化过程强化的交叉前沿和应用基础研究。在国内外享有很高的声誉，在国际SCI期刊上发表论文960多篇。
未来，团队将进一步面对中国能源革命和能源产业升级的挑战，开展复杂极端条件下多相传热与调控理论、微尺度多相传递与反应调控理论与技术、生物质多相反应过程的传递调控与定向转化理论、自然生物系统传递与转化过程的仿生理论与方法等原创性研究。，从而进一步引领学科发展，取得世界一流的科研成果。
“十三五”期间，我校科技创新关键数据全部“翻番”，国家级标志性人才由66人增加到158人。国家科技进步一等奖、科学仪器培育、在Nature《Science》发表论文等方面也取得了历史性突破。
来源:重庆出版
视频来源:重庆卫视
整理:党委宣传部
照片:杨晨曦
编辑:杨靖宇
