黨的二十屆三中全會強調(diào),教育、科技、人才是中國式現(xiàn)代化的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。實現(xiàn)高水平科技自立自強,歸根結(jié)底要靠高水平創(chuàng)新人才。中國科協(xié)科普部聯(lián)合光明網(wǎng)推出“科學報國正當時”欄目,解讀高校科技類學科設(shè)置、人才培養(yǎng)模式,引導廣大青少年把個人理想追求融入國家發(fā)展偉業(yè),賡續(xù)科學報國傳統(tǒng),筑牢科技創(chuàng)新的根基和底座。
日常出行的交通工具、城市生產(chǎn)生活的穩(wěn)定運行、火箭點火升空……都離不開能量的驅(qū)動。能源與動力工程都可以解決哪些難題?這門歷史悠久的學科又有哪些新的發(fā)展方向?本期《科學報國正當時》欄目,帶你走進能源與動力工程專業(yè),探索這門學科如何讓世界運轉(zhuǎn)得更高效、更安全、更智能。

能源與動力工程專業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)深厚、歷史悠久,但始終隨著時代變化不斷更新,上海理工大學能源與動力工程學院教授陳曦介紹,從早期服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)的傳統(tǒng)熱能設(shè)備,到如今面向電子信息、新能源和人工智能的先進熱管理技術(shù),學科發(fā)展始終與國家戰(zhàn)略需求緊密銜接。

“現(xiàn)在非?;鸬腁I 技術(shù),對芯片散熱的要求極高?!标愱亟榻B,芯片運行時的散熱負荷越來越高,而每一次芯片冷卻方式的升級,都源于能源與動力工程領(lǐng)域的核心技術(shù)突破。

事實上,從微觀的芯片到宏觀的電力系統(tǒng),能源與動力工程的研究與應(yīng)用遍布各個領(lǐng)域。據(jù)陳曦介紹,該專業(yè)主要圍繞能源的“轉(zhuǎn)換、傳輸、利用與存儲”四大核心環(huán)節(jié)展開,其研究方向廣泛覆蓋熱能動力、制冷與低溫工程、新能源、動力機械等關(guān)鍵領(lǐng)域。
為太陽能、風能等不穩(wěn)定新能源設(shè)計調(diào)峰與儲能方案,參與大型電力系統(tǒng)與智能電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)控,開發(fā)新型發(fā)電技術(shù),如燃料電池、核能或微型動力裝置,研究高性能儲能材料和系統(tǒng),甚至探索算力中心散熱與能源管理……這些,都可能成為該專業(yè)學生未來廣闊的發(fā)展方向。

在我們習以為常的空調(diào)和冰箱等設(shè)備中,制冷技術(shù)看似已經(jīng)非常成熟,但當這項技術(shù)被搬到太空使用時,仍有許多難題需要攻克。青年科技工作者、上海理工大學能源與動力工程學院教授王子龍,正是在這一挑戰(zhàn)中不斷探索。面對微重力環(huán)境和高可靠性要求,王子龍團隊采用基于珀爾帖效應(yīng)的半導體制冷技術(shù),一步步實現(xiàn)無壓縮機制冷,攻克高效冷源、精準控溫和微重力傳熱三大技術(shù)難題,為航天員在軌食品儲存提供了安全保障。

不僅如此,王子龍還將專業(yè)知識應(yīng)用于更廣闊的領(lǐng)域,包括AI算力中心的高效散熱與能源管理。他提到,大規(guī)模算力中心在運行中產(chǎn)生的巨量熱量,需要借助工程熱物理中的傳熱學和工程熱力學等基礎(chǔ)理論來處理,這是非常重要的兩門基礎(chǔ)課。王子龍表示,科研從概念設(shè)計、方案論證到加工成型、實驗驗證,直至最終應(yīng)用,每一個環(huán)節(jié)都是創(chuàng)新與實踐的結(jié)合?!敖?jīng)過無數(shù)次的測試,最終達到近乎完美的結(jié)果,就是我們最大的成就?!?/p>
“未來人工智能領(lǐng)域的發(fā)展,離不開為機器人、無人機、算力中心等提供穩(wěn)定高效的能源支撐?!标愱乇硎?,這要求能源與動力工程領(lǐng)域的人才致力于研發(fā)綠色清潔新能源,不斷提升節(jié)能環(huán)保與能源利用水平,為國家在未來科技競爭中貢獻力量。
來源:光明網(wǎng)
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