近日,中国能源研究会组织开展了2025年度学位论文激励计划评选工作,学院王在兴、郑杭滨、徐巧、田扬4名博士的学位论文成功入选该学会博士学位论文激励计划。学院在此次评选中首次一举斩获4篇优秀博士学位论文奖,创下历史最佳成绩,也彰显了学院扎实的育人功底与深厚的学术积淀。

中国能源研究会于1981年1月成立,是由从事能源科学技术的相关企事业单位、社会团体和科技工作者自愿结成的全国性、学术性、非营利性社会组织,全国性4A级社团。“中国能源研究会学位论文激励计划”旨在深入实施创新驱动发展战略,进一步加强能源领域青年科技人才培养,激励青年学者开展创新性研究。入选学位论文将纳入2025年中国能源研究会学术年会青年论坛集中发布。此次评选经形式审查、网络评审、会议讨论等程序,共有22篇博士论文入选激励计划。

获奖博士学位论文介绍
获奖论文1:多燃料重整发电系统的性能分析与试验研究
论文作者: 王在兴
指导教师: 毛军逵教授、韩省思教授
学科专业: 工程热物理
论文主要内容:针对传统发电系统存在的燃料依赖性强、热能传递路径不合理、能源形式单一等瓶颈问题,提出了可因地制宜利用多类燃料资源的新型多燃料重整发电系统概念,通过差异化燃料特性的能值剖析与热流重构,实现碳氢燃料不同能量形式的梯级高效转化,系统发电效率提升约10%;针对系统多输入、多输出、强耦合的复杂热力学行为,构建了涵盖制氢、发电与供热环节的多维耦合关联模型,融合传统与先进㶲分析方法,建立了完备的性能诊断机制和评价准则;针对常规重整技术在燃料适应范围、反应温区控制与积碳敏感性方面的技术短板,开发了适配多种燃料、具备宽温区响应能力的重整催化方案,提出“前低后高”的梯度控温策略,低温区域有效抑制积碳并促进产氢,高温区域强化主反应形成富氢环境,实现反应床温度精准调控与热质协同增强,有效避免高碳燃料的快速结焦,五种燃料的转化率均超过90%,氢气产量高达45 L/min,发电功率突破5 kW,实现了五种燃料的灵活切换发电,全面增强系统的燃料适配能力、能效协同水平与运行可靠性。
获奖论文2:太阳能直接驱动钙基热化学颗粒设计与流态化储释热性能研究
论文作者:郑杭滨
指导教师:宣益民院士、刘向雷教授
学科专业:工程热物理
论文主要内容:论文系统开展了太阳能驱动的钙基热化学储热研究。在材料设计方面,通过多元掺杂策略成功开发了新型复合钙基颗粒,该材料展现出显著的全光谱太阳能吸收能力、高反应活性与优异的循环稳定性,其储能性能经过多次循环后仍保持较高水平。在机理研究层面,构建了宏观尺度的多物理场耦合数值模型,深入揭示了流化床反应器内颗粒运动、气体扩散与化学反应之间的复杂相互作用,明确了优化操作区间,为实现高效稳定的储热过程提供了理论指导。实验研究方面,通过自主搭建的太阳能直接辐照流化床系统,验证了改性复合颗粒在实际工况下的性能。材料在多次循环后仍保持高储热密度,光热转换效率获得大幅提升,有效克服了传统固定床系统的传热传质限制。在释热特性研究中,创新性地设计了多级逆流流化床释热反应器,实现了极高的转化效率。与现有商业显热储热系统相比,该反应器在关键结构参数和运行指标上均展现出显著优势,为将太阳能直接驱动的钙基热化学储热技术应用于下一代太阳能热发电系统奠定了重要的理论与技术支持。
获奖论文3:太阳能光热转换与相变储热一体化方法研究
论文作者:徐巧
指导教师:刘向雷教授
学科专业:工程热物理
论文主要内容:针对太阳能光热转换与相变储热一体化系统中储热单元导热率低、负载率小、易泄露等瓶颈问题,建立了大孔增加相变材料负载率、小孔降低泄露率的等级孔复合相变储热单元设计方法,揭示了储热单元相变材料负载率、单元导热率、稳定性与骨架孔隙尺寸及分布特征的构效关系,提出了木材衍生、丝瓜络衍生等系列等级孔快响应、抗泄漏复合储热单元新构型,复合储热单元的储热密度高于350 kJ/kg、导热率大于10 W/mK,1000次循环无明显泄漏或性能衰减,储热响应速率显著高于传统相变材料,复合储热材料储热密度、单元导热率等综合储热性能优于已有国际报道。针对太阳能光热转换与相变储热一体化系统在高温工况下普遍存在的太阳能光谱吸收率低、红外辐射热损失大等关键问题,提出并建立了仿生北极熊体温调控机制的光谱选择性吸收相变储热策略,揭示了光谱选择性调控与储热单元构型之间的构效关系,并开发了新型复合储热单元。该复合储热单元的太阳能吸收率高达 95.63%,红外发射率低至 7.47%,在 500 K下的太阳能储热效率由 54.56% 显著提高至 81.65%。与传统相变储热单元相比,其在高温工况下辐射热损失显著降低,并在宽温区内保持稳定高效的太阳能相变存储性能,实现了高温储热工况下的太阳能高效存储与利用。
获奖论文4:相变储热系统仿生优化与性能强化方法研究
论文作者: 田扬
指导教师: 刘向雷教授
学科专业: 工程热物理
论文主要内容:论文围绕相变储热系统的全流程优化设计展开,针对当前相变储热系统响应速率较慢、储/释热效率偏低等劣势,以仿生学思想为基,采用从材料物性预测到单元 /系统优化的相互耦合、逐层次递进的策略,从而实现全链条、多尺度的相变储热系统优化设计。一开始,以多元共晶熔盐为对象,基于神经网络与仿生优化算法的耦合,提出并发展了一种快速、高效、精准的热物性预测通用方法。接下来,针对不同的应用场景,对堆积床储热系统与管壳式储热系统分别进行了优化设计。首先,以堆积床储热单元内部材料为研究对象,利用增材制造法制备了一种快响应仿海胆金属泡沫复合相变单元;其次,以储热单元本身形制为研究对象,设计了一种低阻耗与快响应相兼容的仿蚕蛹形储热单元,并考察了其流热特性。进一步,针对管壳式储热系统的多元需求,设计并优化了仿叶脉自生长翅片,使系统兼具快响应、高功率与高效率等多重优势;最后,受肠道系统功能与结构的启发,设计了一种高能量密度与高功率密度兼容的无翅化管壳式储热系统。
获奖人风采

王在兴,英国正版365首页2024 届博士毕业,现为香港理工大学应用物理系博士后研究员。以第一作者在Chemical Engineering Journal、Applied Energy、Energy Conversion and Management等SCI期刊录用和发表论文8篇(其中一区7篇,IF≥10共6篇),现阶段在审SCI论文4篇;累计申请发明专利13项,已授权8项,担任Carbon Neutralization、DeCarbon、EcoEnergy等期刊青年编委;荣获2020-2021年“航空工业奖学金”,2024年“校优秀毕业生”,2024 年江苏省能源研究会“科学技术进步奖”(一等奖,排名5/8),指导本科生获2025年“全国能源动力类专业百篇优秀毕业论文”,并获得国家级A类科研人才计划资助,赴香港理工大学开展博士后研究。

郑杭滨,英国正版365首页2024届博士毕业生,现工作单位为福州大学,福建省级高层次人才(C类)。近年来在国际著名期刊发表论文7篇,论文被引量超800次,授权发明专利2项,主持国自然青年科学基金(C类)、江苏省研究生科研与实践创新计划等项目,获第三届全国博士后创新创业大赛铜奖(排1)、英国上市公司官网365博士生科技创新二等奖(南航博士生最高学术荣誉奖励),国家留学基金委公派留学奖学金等。

徐巧,英国正版365首页2024届博士毕业生,现为南京林业大学材料科学与工程学院讲师。以第一作者在Energy Storage Materials(影响因子20.8)、Advanced Functional Materials(影响因子18.5)等国际高水平期刊发表SCI论文8篇,其中1篇入选ESI高被引论文,论文总引用量达269次,他引221次。研究成果先后支撑国家重点研发计划、国际合作项目、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项项目、装备预研领域基金多个国家级及省部级项目的关键指标达成。获授权发明专利2项,主持江苏省航空动力系统重点实验室开放课题及博士学位论文创新与创优基金项目。获2025年江苏省自然科学百篇优秀学术成果论文、博士研究生国家奖学金、国家留学基金委公派出国奖学金。担任Nano-Micro Letters、Applied Energy、Journal of Energy Storage、International Journal of Heat and Mass Transfer、Solar Energy Materials and Solar Cells等多个国际学术期刊的独立审稿人。

田扬,英国正版365首页2025届博士毕业生,现为上海理工大学师资博士后。主要从事相变储热技术及其应用研究。攻读博士学位期间,参与包括“高效能仿生型储热材料和过程设计”在内的多项国家重点研发计划。在Applied Energy、Energy等国际权威期刊发表SCI论文30余篇(其中一作6篇),论文总引用次数超1000次。长期担任Applied Energy、Energy、International Journal of Heat and Mass Transfer等国际期刊审稿人,并受邀担任Exploration、Thermo等期刊的青年编委。