可充電水泥電池、海面溢油智能回收裝置、海洋牧場生態監測機器人系統......8月1日，第十六屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽決賽在東南大學開幕。本次大賽由教育部高等教育司、教育部高等學校能源動力類專業教學指導委員會指導，全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽委員會主辦，東南大學承辦。來自133所高校的259支入圍決賽隊伍以及21支海洋與島礁專項賽入圍決賽隊伍，以及40支港澳臺及國際賽道入圍決賽隊伍摩拳擦掌，在技術交流與競賽比拼中迸發節能減排未來的“新火花”。
參賽高校、作品申報數量、參賽人數均創歷史新高
東南大學黨委書記左惟表示，作為一項在全國范圍內具有重要社會影響的大學生科技創新賽事，節能減排競賽召喚更多青年學生投身生態文明建設領域的各類科技創新，敢于挑戰超越、追求至善卓越。他希望參賽的同學們勇做推進“綠色低碳科技自立自強”的生力軍，依托節能減排競賽等平臺資源，潛心研究、刻苦鉆研，在創新中體驗知識和科技的無窮魅力，在挑戰中收獲成長與發展的無限可能，以實際行動投身科技創新實踐，在實現中華民族偉大復興中國夢的偉大征程中放飛青春理想、創造人生價值。
大賽貫徹“節能減排，綠色能源”的主題，自2023年3月啟動以來，吸引國內638所高校的5萬余名師生參賽，提交有效作品6852件，參賽高校、作品申報數量、參賽人數均創歷史新高。此外，本次大賽首次設置港澳臺及國際賽道，依托東南大學發起的碳中和世界大學聯盟，吸引391支海外高校隊伍報名，在國內外產生廣泛影響。在為期三天的決賽中，參賽隊伍將通過實物展示、答辯等環節進行最終角逐，爭奪特等獎、一等獎、二等獎等獎項。
在現場，記者了解到，許多研究項目極大地體現了青年大學生對目前節能減排領域仍存痛點的關注和思考。東南大學“無塑可逃——光電催化廢塑料轉化聯產綠氫系統”項目成員周亦柔關注到，傳統的塑料處理方式都存在一定弊端。例如焚燒的減量化效果顯著，可以回收熱能，但會造成空氣污染甚至產生有毒的副產品。而填埋的建設和運行成本較低且處理方法成熟，但塑料分解過程十分緩慢，還會造成地下水和土壤的污染。研究團隊成員發現，在目前已知的各種燃料中，氫具有最高的能量密度，而且燃燒過程中不會產生二氧化碳，被認為是理想的綠色能源載體�！坝谑俏覀兿氲�，通過化學回收技術將塑料回收過程與氫氣制備過程結合起來，用塑料分解的氧化反應代替傳統析氧反應，以降低水分解的過電位，并產生有用的小分子有機物和綠氫�！彼榻B，而為了解決電催化反應過程能耗過大的問題，項目引入了太陽能，構造了一種低能耗的光電催化反應體系�！巴瑫r，我們還創新性地將光電催化反應置于流動環境中進行，能夠在一定程度上提高反應的效率�！�
在現場，不少研究項目的創新點令專家連連稱嘆。周亦柔告訴記者，項目將廢塑料處理與光電催化制氫手段結合，適用于各地塑料垃圾處理廠，在減少塑料污染、解決塑料危機的同時，產生清潔能源氫氣、緩解能源緊缺。同時，還在傳統電催化制氫的基礎上引入了光照，可以降低制氫過程中的電能消耗。
創新點子能否落地“開花結果”？周亦柔給記者算了一筆賬，她說，裝置具有廣闊的應用前景。按10MW規模計算，本系統建設成本為4000萬元，每年的運行成本為750萬元。按每年300天，每天工作24小時計算，本系統每年氫氣產量為1200噸，化學品產量為5500噸，年凈利潤為1295萬元。
聚焦社會熱點，節能減排效果顯著
聚集社會熱點，關注社會大眾所需，是許多參賽項目的靈感來源。河北工業大學參賽作品“集蓄回熱旺，光和烘谷興”項目關注到今年河南等地區遭遇的“爛場雨”天氣，如果不及時搶收小麥，就會導致其霉變發芽甚至倒伏，而要想搶救濕小麥，就必須烘干。項目團隊成員武浩偉告訴記者，傳統烘干機大多采用煤、天然氣等為熱源，可能會造成高能耗、高污染的后果。
“對此，團隊設計出了太陽能集熱蓄熱回熱一體式的糧食烘干系統�！彼榻B，系統以太陽能為主要能源，利用蓄熱技術提前儲存熱量保障整個系統的熱量供給，以節能環保的熱泵系統作為輔助熱源，提高本套系統運行的穩定性。同時，通過干燥乏氣對新空氣進行預熱，實現了能量的梯級利用。
“黑金”變“綠能”，現場，山東大學隋欣陽正在介紹一種新型煤炭地下氣化與二氧化碳封存固化系統。煤炭地下氣化是集建井、采煤、氣化工藝為一體的新型采煤技術，其可回收利用礦井遺棄煤炭資源，也可用于開采傳統井工難以開采的深部煤層、薄煤層、“三下”壓煤和高硫、高灰、高瓦斯等煤炭資源。但目前無井式地下氣化工藝生產的合成氣品質低，尚無長期成功運行的工程項目，而有井式地下氣化工藝需要大量人工在井下作業，氣化爐密封性差。面對這些尚存的痛點，研發團隊在吸收無井式、有井式優點基礎上，設計了自適應供氣煤炭原位氣化與二氧化碳封存固化系統，既可以氣化擬關閉礦井殘留煤炭，也可以利用燃空區封存固化二氧化碳�！氨咀髌房蔀榫職埩裘禾块_發利用提供有力技術支撐，節能減排效果顯著�！�
項目對節能減排的實際效果如何？這是考察項目的最重要因素。哈爾濱工業大學參賽團隊的項目“基于光電轉化的‘光熱利用+海水淡化+碳捕集’一體化裝置”吸引了現場許多人的目光。團隊成員喬昱文介紹，隨著新能源技術的發展，利用太陽能、海洋能、核能等新能源進行海水淡化逐漸被世界更多國家關注。而作為能量密集型產業之一，傳統的海水淡化技術主要以化石能源為動力來源，但二氧化碳與高鹽度廢液排放問題也隨之而來�！搬槍@種困境，我們設計了一種集‘光熱利用+海水淡化+碳捕集’一體化的綜合回收凈化設備，來實現低成本海水淡化以及二氧化碳的再捕集，進一步達到近零碳排放的目標�！�
精妙構思，“巧設計”起到“大作用”
記者從現場不少項目團隊中了解到，許多項目從構思到研究成功，要花費數年時間。蘭州理工大學參賽選手常瑞告訴記者，團隊設計的水域制氧清潔裝置，花了近三年時間。他說，城市水域、公園內景河垃圾清潔效率低、水域治理不徹底等問題突出，對此，團隊設計了一款基于渦旋向心吸力原理的水域制氧清潔裝置，“該裝置主要包含渦旋吸力打撈、檢測傳輸、航行控制、增氧循環等部分，核心是基于流體渦旋向心吸力原理，實現360度無死角打撈。通過測試計算，相比傳統打撈設備打撈范圍可提高3倍，理論垃圾打撈效率提高40%�！�
轉“劣”為“優”，需要在技術研發中有效轉變思路。光照是植物生長的必要條件，但太陽光中的不可見光部分對植物生長無益。天津大學參賽項目“青枝‘濾’葉——自動濾光采暖大棚”，采用玻璃襯底的碲化鎘發電玻璃，使太陽光中對植物生長有益的部分自然射入棚內，促進植物的生長和發育。同時，將不利于植物生長的部分吸收并轉化為電能，用于棚內的恒溫供暖和夜間補光。與傳統農業大棚相比，研發項目實現了能量的多級利用，具有較強的技術競爭力和較大的推廣價值。
精妙的設計巧思，讓成果不僅有效節能減排，同時在日常生活中起到大作用。蘇州科技大學和東南大學團隊聯合研發的“為退燒而生——戶外高效輻射散熱手機殼”，聚焦日常生活中普遍存在的手機發熱現象，尤其在當前炎熱的夏季，手機發燙發熱會損害手機性能，且影響人們正常使用。團隊成員郭靜遠介紹：“目前市面上的手機散熱器大致為多孔結構散熱器和附加式散熱器，前者具有散熱效率不佳的缺點，后者則具有復雜化手機結構、付出額外能耗等劣勢，因此，我們試圖尋找一種無需付出額外能耗就能夠達到較好散熱效果的手機殼材料�！�
“對此，團隊巧妙地采取了被動式輻射冷卻散熱技術，使用一種被動式輻射散熱光子薄膜制備手機殼，表現出優越的太陽光反射率與較強的散熱能力，具備降低底層加熱器溫度的能力，同時具有優秀的環境冷卻性能�！惫o遠說。
新華日報·交匯點記者 程曉琳/文 王子杰/視頻 劉莉/圖
實習生 張子琪 仲元萍
