院长特别奖专题报道 | 丁鸿亮——以执着专注书写青年奋进之歌,凭原创技术守护祖国绿水青山

        编者按:“中国科学院院长特别奖”(以下简称“院长特别奖”)是中国科学院对在学研究生的最高奖励。获此殊荣的研究生应学业优异,在学期间取得具有重要学术价值的科研成果,或在理论上有较重要的创新和发展,或在技术上有较大的突破并获得显著的经济效益和社会效益,或在其他方面做出重要贡献。2023年度,中国科学院共评选出院长特别奖80名,其中中国科学院大学学籍的研究生60名。本专栏,请跟随小编一起解读院长特别奖获得者的“科研秘籍”吧。

个人介绍

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      丁鸿亮,男,中共党员,中国科学院大学2023届博士毕业生,培养单位为中国科学院工程热物理研究所,导师为吕清刚研究员和欧阳子区研究员,研究方向为煤炭清洁高效利用。攻读博士期间,在国内外能源领域期刊发表论文共计28篇,其中以第一作者身份发表SCI论文10篇(一区TOP期刊论文6篇),担任研究所研究生会部长和循环流化床实验室研究生班长,获得博士研究生国家奖学金、北京市优秀毕业生、中国科学院科学实验展演汇演一等奖、中国科学院大学优秀毕业生、三好学生标兵等多项荣誉。毕业后在工程热物理研究所从事博士后研究工作。

获奖感言

      非常荣幸能够获得中国科学院院长特别奖,这是一份无比珍贵的荣誉,对我而言更是一种巨大的鼓励和认可。感谢中国科学院工程热物理研究所为科学事业所作出的巨大努力和支持,在这里,我得以在激发创新、推动科研发展的大环境中茁壮成长;感谢导师吕清刚研究员和欧阳子区研究员对我的悉心指导和关怀鼓励,两位老师学识渊博,治学严谨,不仅让我在学业上获益匪浅,更培养了我对于追求卓越和对待学术事业的坚定信念;感谢循环流化床实验室每一位老师和同窗挚友的帮助与陪伴,大家共同奋斗的岁月让我历历在目,我们相互鼓励,共同克服科研道路上的困难,分享彼此的心得和经验。这份友谊不仅让学术研究变得更加有趣,也成为我人生中一段宝贵的回忆。 

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丁鸿亮与导师吕清刚及导师欧阳子区合影

      流年似水,岁月蹉跎。从一个怀揣理想的追梦少年, 一路跌跌撞撞走到现在,些许不舍,些许憧憬,对未来满怀热爱的我又要开始新的征程。我将继续努力,不断挑战自我,争取为国家的发展多做一点贡献。祝福我们所有人未来如鲜花般灿烂,回首过往,不忘曾全力以赴的自己。

一寸丹心立志气 为突破预热燃烧技术追寻

      众所周知,我国是世界上最大的能源消费国,以煤为主的能源禀赋决定了煤炭的基础能源地位。在“双碳”目标下,随着可再生能源的快速发展,煤电的定位正在向基础保障型和灵活调节型电源转变,但新能源电力具有波动性和不确定性,且我国“富煤贫油少气”的基本国情决定了短期内以煤为主的能源结构不会改变,煤电仍是保障我国能源电力安全稳定供应的重要电源,推动煤炭清洁高效利用将发挥能源低碳转型“助推器”和能源安全供应“压舱石”的双重作用。

      基于我国化石能源的生产和消费情况,丁鸿亮在本硕博9年的时间里始终选择攻读热能工程专业,研究方向为“煤炭清洁高效利用”——决心为煤炭清洁高效利用技术的发展腾飞而战,助推能源绿色低碳转型。

丁鸿亮与实验室研究团队     

      预热燃烧技术是中国科学院工程热物理研究所循环流化床实验室提出的一种变革性煤粉清洁高效燃烧技术,具有燃料适应性强、NOx排放低、负荷调节灵活等优点。在国家政策和相关项目的支持下,预热燃烧技术将在煤粉清洁高效燃烧、煤电深度灵活调峰、工业窑炉清洁高效利用等多领域和多方向发挥更重要的作用,推动和引领煤炭清洁高效利用技术发展。

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      “预热燃烧技术是导师吕清刚研究员关于固体燃料高效稳定燃烧的一个创想,从技术构想的提出,到实现工程应用,这中间经历了无数的难题,克服了一个又一个挑战”,丁鸿亮说,“由于固体燃料的燃烧反应活性位点接触面积有限,反应往往受到扩散条件控制,远不如气体燃料燃烧的效果好。为此,吕老师大胆提出,能否让固体燃料像气体燃料一样好用的假设:让煤粉在进入燃烧空间之前,通过预热装置转化为一种高温的气固混合燃料。经过小心求证,吕老师带领研究团队终于证明了技术路线可行,并通过预热燃烧,在一个装置上同时实现了煤炭的高效燃烧和氮氧化物原始超低排放。”为了实现同一个愿望,一支攻坚克难、高度协作、能打胜仗的研究团队便因此锤炼出来,而这一技术思路,也逐渐得到了行业和领域内专家学者的认可,基于这一原理的技术正在不断涌现。

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预热燃烧技术实现燃料“类气体”化

      博士研究期间,丁鸿亮一直追寻的就是预热燃烧技术的相关研究。他有一股韧劲,敢啃硬骨头;有一股拼劲,敢于寻根究底。在攻读博士期间,他面临了多种挑战和困难。其中之一就是煤粉燃烧的复杂性,由于涉及到多个领域的知识,深入理解和模拟这些复杂过程需要不断学习和不断尝试,这给他的研究增添了一些难度。另一个困难是试验设计和数据分析的问题。“实验室对研究生的培养模式,是从新加入课题组伊始,先独立设计和搭建试验台,试验台建成后便着手进行调试、撰写试验大纲、开展试验研究、获取试验数据。正是在这种培养模式下,我们加深了理论知识的理解,拓宽了专业知识,锻炼了实践能力和创新思维”,丁鸿亮回忆博士研究经历谈到,“预热燃烧试验的结果受到多个因素的影响,如煤粉粒度、燃烧温度、氧气含量等。因此,在试验过程中必须严格控制这些条件,此外还需多次开展试验,以确保结果的可重复性,最终得出更加准确的结论。由于预热燃烧试验产生的数据量较大,试验结束后,我们需要仔细思索如何解释和分析这些数据,以提取有价值的研究结果,这些历练提升了我们的科研素质,为未来的科研工作打下了坚实基础。”

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      在面对研究过程中遇到的困难时,丁鸿亮获得了导师和实验室整体的强大支持。导师在学术上不仅给予他细致入微的指导,分享了丰富的知识,还传授了宝贵的科研方法和思维方式。实验室的老师和同学们构建起一个高度协作的团队,他们相互扶持,共同攻克难题,分享经验。在这种环境下,丁鸿亮在学术上和个人素质上得到了全面的提升,变得更加坚韧和勇敢,同时也激发了他的团队精神和责任感。

      在攻读博士期间,丁鸿亮参与了中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年团队计划和国家重点研发计划等多项科研课题。目前已在Journal of Cleaner Production、Energy、Fuel等能源环境领域权威期刊发表学术论文总计28篇,其中以第一作者身份发表SCI论文10篇、国际会议论文2篇、中文核心论文1篇。他的研究成果受到了同行评审专家的高度认可和评价。

                                              丁鸿亮与学位论文答辩专家合影 

 

一丝不苟争进位 为拼搏前行奋力赶超

     “关于读博士,大家收到的建议基本是要和导师、同学多多沟通。其实,多沟通还不行,有效沟通才是最重要的”,丁鸿亮说。那么如何有效沟通呢?丁鸿亮给出了他的建议:首先,进行定期会议,带着问题和导师及课题组的同学们讨论研究进展,分享新的想法。这样可以确保每个人都对自己的课题有深入的理解。其次,遇到问题或有新想法时,应及时给导师反馈,在讨论时,尽量明确、具体,避免使用模糊不清的语言。最后,不要等待导师来找自己讨论问题,同学们应该主动出击,及时记录导师的建议与意见,事倍功半。

      在课题研究方面,丁鸿亮建议师弟师妹们保持不断前行的态度,明确当前阶段和下一步的主要任务。“根据我的经验,建议大家不要等到这一篇文章完成后再着手写下一篇,而是在撰写当前论文的同时,就开始为下一篇文章做前期准备,例如设计试验、构建计算模型等,确保手中始终有未处理的数据,这一点尤为重要”,丁鸿亮说,“比如在曾经的疫情防控期间,即便受到客观因素的限制而被迫隔离,也可以进行数据处理和文章撰写,这种策略不仅提高了工作效率,而且在困难时期能够保持对科研的持续关注,确保研究生课题的进展不受影响。”

      除了专注于学术研究,平衡生活和工作也是非常重要的。丁鸿亮建议大家充分地利用自己的课余时间,在课题开展之余做一些有意义的事情,在追求学术成就的同时,也要注意关心自己的身心健康,享受生活。在攻读博士期间,丁鸿亮积极参与学生工作,曾担任研究所第十四届研究生会部长和实验室学生班长,努力做好师生间纽带和研究生自我管理工作,协助组织了多项工会活动;他喜欢演讲、朗诵、做学术交流,喜欢台球和羽毛球运动;此外,他热衷于科普活动,曾作为研究所学生代表参加了中国科学院科学实验展演汇演,荣获一等奖,在中国科学院第十八届公众科学日活动中发布了“贯穿式燃烧”科普视频,随后与齐晓宾、李百航等共同创作的《有趣的贯穿式燃烧》科普文章在中国科学院官方订阅号“中国科学院之声”发表。“我渴望通过科普与众多朋友分享我所探索和领悟到的知识”,丁鸿亮谈到,“假如我的声音能激发更多孩子们热爱科研、投身实践,那便是对我莫大的激励。”

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                                                丁鸿亮和他的伙伴们春游

 

一心一意逐梦行 为助力“双碳”目标奋楫

      由于预热燃烧技术研究成果突出,并且可以实现煤炭燃烧的快速变负荷,助力“双碳”目标的实现,丁鸿亮毕业后进入中国科学院工程热物理研究所博士后流动站继续从事科研工作。

      “在未来,我将以预热燃烧为基础,在研究所先进的试验平台与设备、精湛的创新团队、科学的运行管理机制和开放的学术氛围下,深入研究煤粉锅炉深度灵活调峰技术,积极开展工程技术验证试验和MW级中试试验,促进预热燃烧技术的市场推广和示范项目的落地,用原创技术守护祖国的绿水青山,助推能源结构低碳转型”,他充满自信地说。

丁鸿亮在学位授予仪式上与朱俊强所长和金红光院士合影

      砥砺前行,筑梦远方,愿丁鸿亮怀揣着他的科研梦,在这片热土上续绘人生的精彩篇章。

        图文来源 | 丁鸿亮 中国科学院工程热物理研究所

        责任编辑 | 王壮