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10月21日,《西安日報》以“陽光下的奇思妙想——‘90后’副教授把太陽能‘玩’出新花樣”為題刊發報道,詳細講述了西安交通大學副教授楊亞威在能源金貿區創業成長的故事。

全文如下
太陽能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源,具有來源廣泛、清潔無害、可持續等特點。其通過光熱轉換、光電轉換,可以轉化為熱能、電能等,在現實生活中的應用越來越廣泛。除了常見的光伏發電、太陽能電池、太陽能熱水器等,太陽能還可以用來做什么?
半導體光催化劑吸收太陽光,可以凈化水質,用于人工湖、漁業養殖水體等的治理;利用太陽能光熱,實現水蒸發和鹽析出分離,將海水變成飲用級淡水,還能高效提鹽脫鹽……“90后”副教授楊亞威及其團隊對太陽能技術展開創新研究,系列研發成果叫人大開眼界。
創業夢圓科研成果從“實驗室”走向“生產線”
“這款產品可以再改進一下,海上風浪大、底座要牢固,體積也可以再小點,方便安裝和使用……”近日,記者來到中國西部科技創新港“秦·港孵化器”,西安交通大學楊亞威副教授和他的團隊正在溝通新產品——集熱管式太陽能界面蒸發海水淡化系統的改進事宜。
記者注意到楊亞威身邊的團隊成員都很年輕。或是看出記者的疑惑,楊亞威笑著說:“他們是我的學生,有的還是在讀博士,帶他們參與這些項目,是鍛煉他們,以后做學術研究可以少走彎路。”

楊亞威對學生的用心良苦與自身創業經歷有關。“把科研成果從‘書架’搬到‘貨架’,一路走來,很不容易。”楊亞威感慨道。
楊亞威今年33歲,2019年從西安交通大學電子學博士畢業。整個研究生學習階段,他從事的都是太陽能光催化微污染水體治理和太陽能光熱界面蒸發水鹽分離技術的研究,曾發表論文70余篇。但他始終覺得,“紙上得來終覺淺”,科研成果只有真正轉化落地到現實場景,社會價值才能得到體現。另一方面,他心里又直打鼓:自己常年在學校搞科研,對市場完全不懂,要把科研成果變成產品,談何容易?
就在楊亞威踟躕不前之時,2021年3月,陜西省啟動秦創原創新驅動平臺建設,各類科創政策接踵而至。借著秦創原和“三項改革”的“東風”,楊亞威的創業夢想照進現實。同年8月,國內首家致力于太陽能零碳治水技術推廣和應用的科技型企業——西安秦盛豐科技有限公司在西咸新區能源金貿區注冊成立。作為技術負責人,楊亞威有了大展拳腳的機會。
“在西安交通大學國家技術轉移中心技術經理人的幫助下,我們拿到了秦創原春種基金100萬元的支持,入選秦創原首批‘科學家+工程師’隊伍。”楊亞威說,3年來,在西咸新區能源金貿區政策、資金、資源對接等的全方位支持下,企業快速發展,多項科研成果從“實驗室”走向“生產線”。
國內首創曬曬太陽微污染水體就能改善水質
“今年7月,太陽能光催化微污染水體治理技術和產品榮獲中國發明協會發明創業獎·創新獎二等獎。這個月,又斬獲了中國國際大學生創新大賽(2024)全國總決賽金獎。”楊亞威拿起一塊白色薄板,自豪地說。
楊亞威告訴記者,這塊不起眼的薄板正是他們的核心技術和產品,屬于國內首創。所謂太陽能光催化微污染水體治理技術是將半導體光催化劑負載于載體上,懸浮于水面。吸收太陽光后,半導體光催化劑產生活性自由基,可以分解微污染水體中氮磷等有機污染物,使主要污染物指標全面下降,對于綠藻的殺滅效果尤其明顯,可用于漁業養殖水體、城市景觀水體、農村黑臭水體、水源地等的原位治理。

“拿漁業養殖來說,為維持水質清潔、保證魚類健康生長,常見的做法就是循環換水以及投放化學藥劑處理尾水。一方面,會造成水資源的大量浪費;另一方面,使用化學藥劑也容易造成二次污染、危害水生生物。而且,頻繁換水,也會導致水質反復變化,引發魚類應激,給漁民帶來損失。”楊亞威介紹,該技術和產品最核心的是為漁業養殖提供了一種水體原位治理的新范式,即從循環水養殖-尾水處理轉變為靜態水養殖-零尾水,構建名貴魚種養殖所需的穩定高水質條件。
“使用我們的產品,只占用魚塘20%左右的水域面積,懸浮于水面,曬曬太陽即可原位凈化水質,無需使用電力、化學藥劑、生物劑等其他能源和材料,就可維持水體長效清澈、達標,在減少換水頻率的同時,大大提高魚的存活率。”楊亞威說,不只是漁業養殖,該技術在城市景觀水體治理上一樣適用,既能凈化水質,也能抑制藻類的滋生。
目前,楊亞威等人研發的太陽能光催化原位生態凈水模塊和凈水網兩款產品已在福建南平漁業養殖和城市人工湖推廣應用。今年7月,中國漁業協會評價“該技術填補了我國太陽能養殖水體治理技術的空白,減少了自然水資源的使用和養殖尾水的排放,為水產養殖提供了新的技術解決方案,將支持該項技術在全國范圍的推廣應用”。
給點陽光海水變成飲用水還能高效提鹽脫鹽
一根高50公分的咖色管子,曬一天太陽,就能獲得1升飲用級淡水。有了它,出海捕魚、海上平臺作業,再也不用為出門帶多少飲用水、帶多了增加船的載重、帶少了不夠喝而犯愁。
這是楊亞威及其團隊的另一項核心技術——太陽能光熱界面蒸發水鹽分離技術。將太陽能光熱聚集在表層水,無需加熱整個水體即可快速使水分子蒸發,同時將鹽離子分離,實現水蒸發和鹽析出分離。

“這項技術的創新在于,僅使用太陽能就能從海水中獲取飲用級淡水,也可快速脫鹽,實現鹽水提鹽。”楊亞威講,基于該項技術,他們形成了兩款產品——集熱管式太陽能界面蒸發海水淡化系統和光-風-熱多能耦合蒸發的濃鹽水脫鹽系統。
其中,集熱管式太陽能界面蒸發海水淡化系統已完成第一代產品的設計,正在進行最后的測試和優化。該產品通過真空集熱管吸收太陽能產熱,驅動內部鹽水進行界面蒸發,冷凝后即可獲得飲用級淡水。
光-風-熱多能耦合蒸發的濃鹽水脫鹽系統,是太陽能、風能、環境熱能耦合驅動高鹽廢水進行界面蒸發,蒸汽逸出后,過飽和濃鹽水逐漸在下方結晶析出。而鹽結晶產物可回收作為融雪劑等生產原料。主要用于鹽水提鹽、化工高鹽廢水脫鹽等。目前,該產品已在寧夏寧東某化工企業推廣。“高效節能是這款產品的最大優勢。在海水提鹽上,我們比常規日曬蒸發快十倍以上。在高鹽廢水脫鹽方面,與傳統三效蒸發結晶方式需要消耗大量電能不同的是,我們僅使用太陽能和風能就能快速脫鹽,且設備運行中不會產生任何污染排放。”楊亞威說。
楊亞威表示,也是通過該產品在市場的推廣應用,他更加認識到產學研用深度融合的重要性。“最初開發的產品主要利用太陽能,但拿到企業后發現當地風很大,而太陽能只能在白天工作。我們又進行了改進,在太陽能基礎上加入風能驅動,設備可以24小時運轉。”
“實踐是檢驗理論的唯一途徑。通過實踐,才能在具體的場景中驗證理論的可行性,發現理論的局限性,并在實踐中得到修正和完善,才能不斷推進科研成果的創新。”據了解,截至目前,楊亞威及其團隊已取得專利10余項。楊亞威個人主持多個國家級省部級研究項目,并入選了西安市科協青年人才托舉計劃、“西安英才計劃”青年人才項目、西咸新區“秦創原創新人才”等。
“依托秦創原創新驅動平臺,我們會繼續加快科研成果轉化落地,讓更多人感受到太陽能的魔力以及帶給未來生活的無限可能。”楊亞威說。
一直以來,能源金貿區始終把尊重人才、服務人才放在突出位置,不斷完善人才工作機制,強化人才隊伍建設,推動創新鏈、產業鏈、資金鏈、人才鏈深度融合,著力打造真心愛才、悉心育才、傾心引才、精心用才濃厚氛圍,努力促進各類人才集聚園區、安居樂業。截至目前,園辦累計引進各類高層次人才60余人,組建“科學家+工程師"隊伍45支,本年度新增秦創原創新創業人才2900余人,形成了人才加速聚集的良好態勢。
下一步,能源金貿區將更好地立足工作實際,在構建優質人才服務平臺方面持續發力,不斷匯聚優質資源,促進信息交流、財智對接,吸引各方人才來園區就業發展,共同助力新區秦創原創新驅動平臺總窗口建設。