赵天寿:从现象到机理的学,从机理到问题的用


来源:中国粉体网   乔木

[导读]  赵天寿:从现象到机理的学,从机理到问题的用

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个人简介


赵天寿,中国科学院院士、能源科学与工程热物理专家、南方科技大学碳中和能源研究院院长、南方科技大学机械与能源工程系讲席教授、美国机械工程师学会会士、英国皇家化学学会会士。


曾获Croucher资深研究成就奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、两次国家自然科学二等奖、香港科技大学工程学杰出研究成就奖。入选全球高被引科学家和最有影响力科学思想名录。任国际期刊International Journal of Heat and Mass Transfer主编与Energy & Environmental Science顾问编委。


赵天寿院士长期致力于电化学储能理论和技术的研究。针对国家对可再生能源利用的重大需求,围绕燃料电池、液流电池、金属空气等流体电池储能装置中能量传递与转换关键科学问题,建立了电池储能系统中热质传递和电化学能量转换的耦合理论,提出了热、质、电子及离子协同传输方法,突破了高功率流体电池设计的关键技术。提出了以可充放电的液态能量载体储电的新方法,发明了充、放电装置彼此独立的新型储能系统,取得了系统效率与输出功率的同时跃升,为促进电化学储能技术的发展奠定了基础,将在解决风电、光电并网难题、实现可再生能源大规模利用、支撑双碳战略实施等方面发挥重要作用。


香港科技大学评价赵天寿的研究为开创热流科学与电化学学科交叉的新领域做出重要贡献,推动了新能源技术的发展。


人物经历


赵天寿1961年生于陕西,1983年毕业于天津大学热物理工程系,获得学士学位。1986年,获得天津大学硕士学位。1995年,获得美国夏威夷大学马诺阿分校博士学位,同年加入香港科技大学。2010年,受聘为西安交通大学的讲座教授。2011年,晋升为香港科技大学机械工程系讲座教授。2014年3月,担任香港科技大学能源研究院院长。2018年11月,获得何梁何利基金科学与技术进步奖。2019年11月,当选中国科学院院士。2021年,担任南方科技大学机械与能源工程系讲席教授。


敢试敢为,勇往直前


回忆自己的求学生涯,赵院士坦言,“在考上天津大学以前,上小学的时候,甚至都没有学过拼音,更别说是物理和化学了。当时能上大学就很好了,不可能对所学专业有很深的认识,而且那时学校的专业划分也不像现在这么清晰。我清楚记得当时录取通知书上写的是机械系,但最后却被分到热物理工程系的“内燃机专业”。这是一个偏应用的专业,从构造、设计、制造原理开始学,学得非常地扎实。后来我去美国读博士,考入了机械工程系的传热传质专业,除了上像热力学、传热学这样的专业课程,还需要学数学、编程等很多课程。总体来说,我算是进入大学后才开始学习的,从本科到博士期间无论是在素质教育、理论解析、还是实验室科研方面,我都有一个很大的提升,可以说是我人生中非常重要的阶段。”


对于赵院士而言,求学期间还有一件印象深刻的事。那就是学习英语。赵院士当年高考英语才考了7分,完全没有基础,连26个英文字母都不懂。进了大学,因为没学过英文,当时赵院士还被老师劝过去从零开始的日语班学习,但赵院士坚持待在英文班,功夫不负有心人,赵院士的英语成绩终于有提升,后来还为来访的外国专家当英文翻译。


“现在想起这段经历还挺有意思的。我的感受是,对于想做的事,我们应该敢试敢为,勇往直前。因为只有坚持做自己理想的事情,它才有可能会变为现实。”赵院士说。


从现象到机理的学,从机理到问题的用


纵观赵院士的职业生涯,从1995年的助理教授到现在的讲席教授,赵院士教课有个特点,不会直接把书本的东西照搬给学生,而是要跟学生解释现象与机理。

比如热力学、传热学中的概念都是从真实的物理现象中得出的,而不仅仅是理论概念。比如说内能,熵等,都不仅是一个定义,而是从一个实际问题的分析中得出的。所以,当赵院士教热力学、传热学、空调等课程时,总是以实际问题作为切入点。


赵院士认为,科学研究要打好基础。这些基础包括数学、物理、化学等基础学科知识,否则创新就是没有根基的。然后要把学到的知识真正用起来,而不仅仅是死记硬背书本的知识。真正的学习是要学到本质,理解物理现象和机理,并运用学到的机理解决实际的问题。


碳中和能源研究院


能源是支撑经济社会发展的基础,一直是各国高度重视的战略领域。赵院士长期以来一直从事能源领域的研究,并在2012年创建了港科大能源研究院,专注于能源技术的创新与研发。


近年来,随着全球对于气候变化和环境污染的重视,我国也提出了“双碳”目标。为了实现这一目标,我国需要加快推进新能源技术的研发和应用,提高可再生能源在能源结构中的占比。


在此背景下,赵院士在南方科技大学的支持下筹建了南科大碳中和能源研究院。研究院致力于推动碳中和能源技术的发展,为碳中和战略目标的实现提供支撑。研究院中设置了风光能源中心、先进储能中心、替代燃料中心、智慧能源中心、固碳减排中心与经济政策中心。


赵院士表示希望大家能够依托这个平台做一些实实在在的研究,在发电、储能、清洁燃料、智慧控制、固碳减排等领域取得理论与技术上的突破,同时结合技术研究和政策研究提出一些碳减排的政策建议,为“双碳”战略实施做出贡献。


长时储能是实现双碳目标的关键技术


赵院长指出实现碳中和目标需要规模化、长时、安全、无地域限制的储能技术,当前的技术各有各的优势,也有不同的局限性,我们需要克服局限性,研发变革性储能技术。


他进一步表示,从实践上来说,将来要建立新型的电力系统,需要各种储能技术,从实践上是分秒级的、小时级的,还有天、月甚至年的长时储能。目前来说,对分秒级调频的储能技术基本上能够满足要求,对移动的储能也基本上能满足要求,中长时的储能技术还存在一些缺口技术及安全性问题。


“特别要指出的是,将来实现碳中和,需要可再生能源作为主导的能源体系,储能技术是新能源规模化发展的重要配套基础设施,且这种储能装备必须是长时的,目前来说这个缺口非常大,长时储能是我们实现双碳目标、特别是碳中和目标最关键的技术,需要进一步发展。”


参考来源:

1.南方科技大学官网

2.南方科技大学 赵天寿:零碳技术的突破是实现碳中和目标的关键

3.国轩高科科技大会“院士之声”系列特刊——赵天寿

4.赵天寿院士:长时储能是实现双碳目标的关键技术


(中国粉体网编辑整理/乔木)

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