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张信荣:“搞科研,就要走新路走难路”

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  张信荣:1973年生,北京大学工学院教授、博士生导师,天然工质热力学循环及其传热传质领域研究者,致力于多项天然工质二氧化碳发电、制冷和制热热力学循环研究。2017年起先后被聘为北京2022年冬奥会工程建设领域专家、国家速滑馆二氧化碳跨临界直冷制冰系统专家等。

 

  “要经常问自己,什么是最重要的事;一旦确定了,就坚持不懈地努力,笃定前行。终有一天,你会与所追求的目标不期而遇。”6月中旬,北京大学工学院2022年研究生毕业典礼上,张信荣作为教师代表向毕业生寄语。这样的话语,与他的科研经历有关……

  走进张信荣的办公室,记者看到,书柜里两份红色的聘书十分醒目:北京2022年冬奥会工程建设领域专家、国家速滑馆二氧化碳跨临界直冷制冰系统专家。

  距离这里10公里外,便是被称为“冰丝带”的国家速滑馆。这是世界上首座采用二氧化碳跨临界直冷系统制冰的大道速滑馆,不仅硬件一流,制冰技术也是世界领先,实现了低碳化、零排放。那里也是张信荣倾注了大量智慧与心血的地方。

  “20年前,也是这样的一个下午,我开始了对二氧化碳的研究。”在办公室里,张信荣打开了话匣子,向记者讲述了自己的科研经历。

  “用二氧化碳做能量载体,打造出了‘最快的冰’”

  北京冬奥会期间,参赛运动员在国家速滑馆13次刷新奥运纪录,其中1次打破世界纪录。“用二氧化碳做能量载体,打造出了‘最快的冰’。”这让张信荣更加确信,几年前自己的建议是正确的。“走老路还是走新路?沿用传统方法当然可以,但我们要努力创新。”

  2016å¹´9月,一场关于北京冬奥会冰场制冰方法的研讨会在首钢园区举行。“当时,我建议使用二氧化碳制冰。”张信荣说。往届冬奥会大多使用氟利昂、氨等作为制冷剂制冰。但氟利昂等会破坏臭氧层、排放大量温室气体,还有爆炸危险;氨则具有一定的毒性和易爆性。经过反复论证,张信荣的建议被采纳。

  当时,国内还没有采用这一技术的冰场。“二氧化碳是很好的能量载体,就像大自然能量的搬运工。”谈起技术创新之处,温和内敛的张信荣一下子话多了起来。他拿起纸笔,向记者画起示意图:通过冰层下的管道时,液态二氧化碳蒸发吸热,将水制成冰;吸收热量的气态二氧化碳在高温高压下冷凝,释放的能量又可用于场馆供暖、除湿等。“直冷”则意味着不使用冷冻液,直接用二氧化碳制冰。由于二氧化碳在相变过程中温度不变,保证了冰面的温度均匀、硬度一致,有利于运动员滑出好成绩。

  据了解,使用相同数量的传统制冷剂(以普遍使用的R507为例)的碳排放量,是二氧化碳制冷剂的3985倍。而且,与传统制冷方式相比,采用二氧化碳制冰的能效提升30%、一年可节省约200万度电。

  “采用二氧化碳替代氟利昂,符合‘绿色办奥’的理念。”张信荣说,“作为科研工作者,面对国家重大需求,我们责无旁贷。”

  “未来,二氧化碳发挥作用的应用场景会越来越多”

  “最初,‘盯’上二氧化碳是个偶然。”张信荣回忆,20年前的一个下午,出于对二氧化碳发电问题的兴趣,他在办公室建模型、计算超临界二氧化碳的发电效率。“计算结果让我很惊喜!”走出办公室时,已是深夜。

  不过,新的技术路径往往意味着更难走。“我们失败过很多次,但坚守的东西一直没有改变。”张信荣说。

  2003年,当时还在海外工作的张信荣提出了二氧化碳跨临界发电的热力学循环问题。当时,水蒸气发电等仍占主导地位,他的新观点遭遇了挫折。“我的一些研究文章多次被拒稿,等了好几年才发表出来;有时在国际会议上做报告,听众也寥寥无几。”

  “我始终认为,科研选题要具备科学上的重大意义和潜在的实用价值,二氧化碳的研究及其利用正是这样的选题。”张信荣的坚持没有白费。随着科技的发展和国家对能源和环保的日益重视,张信荣的主张渐渐得到更多支持。2007年,张信荣回国后,在国家自然科学基金等项目的支持下开始从事超临界二氧化碳基础理论研究。“回国10多年来,我真切地感受到了国家的发展和变化,我们的研究和相关应用有了更广阔的空间。”

  张信荣说,如今,二氧化碳已在多个领域得到应用。“未来,二氧化碳发挥作用的应用场景会越来越多,涉及冷、热、电等应用场景。”

  张信荣的办公室墙壁上,挂着一个飞镖盘。工作之余,他常常站在那里休息,屏气凝神,瞄准靶心,掷出飞镖。“做科研正如掷飞镖,一定要有明确的目标。不管顺境、逆境,都要始终坚守。”张信荣说。

  “每个学生都像一块璞玉,需要发现的眼光和精心雕琢”

  采访中,张信荣谈的最多的,一个是科研,一个是学生。

  张信荣从书柜里拿出两张获奖证书,自豪地向记者展示。近年来,他指导的多篇学生论文被评为优秀博士学位论文,这是他很珍视的荣誉。每个学生的个性、特点、优点,他都再熟悉不过。

  张信荣在教书育人上投入了很大精力。“这与导师对我的教导有关。”在清华大学读博期间,张信荣师从中科院院士过增元教授。老师的言传身教,让他深深地懂得了师者的责任之重。

  “过先生已经80多岁了,至今依然坚守在科学研究前沿。”张信荣说,科研遇到困难时,是导师给了他坚定的支持和悉心指导。“导师对学生的影响是长期的。我觉得,教书育人是世界上最神圣的工作之一,也是最难的工作之一。每个学生都像一块璞玉,需要发现的眼光和精心雕琢。”

  今年毕业的博士研究生王冠邦曾参与生鲜农产品超级冷链研究项目。实验期间,他在北京昌平区的超级冷链蓄冷传热实验室一待就是一个多月。这样的忘我和投入与张信荣的教导息息相关。

  “还记得我写的第一篇英文论文,张老师修改的内容比我写得都多!从图表数据到词汇语法,逐字逐句地修改。”晋立丛是张信荣指导的第二届博士研究生,如今在清华大学从事科研工作。“严谨、认真,是张老师教给我的科研第一课。”晋立丛说。

  眼下,张信荣正带领学生们继续着科学探索。“对做科研的人来说,每一天都是一个新的开始,每一天都要努力。我们的脚步一直没有停下来。”开展二氧化碳高效冷热供应技术应用等研究,为本科生和研究生讲授工程热力学和新能源技术课程,在校内外做学术报告……张信荣每天的工作安排都是满满的。

  “二氧化碳研究利用是个新兴领域,刚刚开始,还有很多艰巨的任务需要我们去完成,接下来的每一步都很关键。”张信荣说,他的选择依然坚定:“搞科研,就要走新路走难路。把精力放在科研和教学上,放在国家重大需求上。”(来源:人民日报)

已浏览120次  å‘布日期: 2022-7-11 15:39:16  发布:admin
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