问题—— 在“双碳”目标推动下，太阳能热发电因具备储热和可调度能力，被认为是提升新能源电力系统稳定性的重要路径；目前工程应用最广的熔盐储热技术，运行温度通常在500℃左右；当温度继续升至接近560℃时，熔盐稳定性下降、分解风险增加，制约系统向更高效率区间提升。如何突破温度“天花板”，成为光热发电迈向更高性能、更低度电成本的共性难题。 原因—— 从热力学角度看，发电系统的理论效率与吸热端温度密切对应的：温度越高，循环效率提升空间越大，这也是全球光热技术持续追求高温工况的主要原因。但高温同时带来材料与测试方法的系统挑战：一是储热介质在高温下的化学稳定性与安全要求更严；二是高温辐射与反射干扰、设备耐受能力等因素显著抬高测量难度；三是吸热、传热、储热与流动过程强耦合，往往需要材料、能源动力、测试计量等多学科协同，单一技术路线难以独立突破。 影响—— 温度瓶颈不仅影响实验室指标，也直接关系到产业规模化竞争力。光热电站投资高、系统复杂，效率提升可有效摊薄度电成本，并依托储热实现“白天存、夜晚发”，支撑电网调峰与稳定运行。若能在更高温度下实现稳定吸热与储热，并在现有基础上进一步提高发电效率，将为以新能源为主体的新型电力系统提供更强的调节资源与更好的经济性。对西部地区而言，太阳能资源充足、土地条件匹配，技术突破有望进一步推动“资源禀赋”向“产业优势”转化。 对策—— 针对行业痛点，兰州理工大学先进储能及能量系统实验室在国家高层次领军人才杜小泽教授带领下，提出以固体颗粒介质替代熔盐的技术思路，选择石英砂、碳化硅等耐高温颗粒材料，探索“吸热—储热—换热—发电”全链条的高温化方案。团队围绕高温工况下颗粒材料的辐射吸收特性、传热结构设计与动态响应规律开展研究，尝试在1000℃以上环境实现可测、可控、可工程化的宽频吸收与稳定传热。 据介绍，团队承担的国家自然科学基金重点项目将于2026年底结题，研究聚焦流态化多元颗粒体系的太阳能体吸收机理与动态响应特性，目标是为下一代光热发电提供可验证的高温吸热与储热基础数据、实验方法和关键结构设计。团队采用老中青结合的组织方式，通过定期组会与跨方向联合攻关，在材料筛选、制备工艺、测试方法和系统设计上形成互补，提高攻关效率。多名青年科研人员选择回到西部高校发展，在服务地方与国家战略需求的同时实现成长，也为西部新能源科技创新提供持续动力。 前景—— 从产业发展看，我国光热发电正从示范应用走向规模化、市场化，提升效率、降低成本、增强可靠性将成为下一阶段的重点。高温颗粒储热若实现工程化突破，有望在更高温度下获得更优的热力循环条件，推动系统效率提升，并带动耐高温材料、测试装备与关键部件的国产化迭代。面向未来，在新能源装机持续增长、电力系统对调节能力需求上升的背景下，具备长时储能属性的光热技术与风光发电互补，或将在沙戈荒基地建设与西部能源通道中发挥更重要作用。
从戈壁滩上闪耀的聚光塔，到实验室里对千摄氏度的反复验证，提升太阳能利用效率的探索，本质上是一场面向国家能源转型的长期投入。把一项技术从“可用”推进到“更优”，靠的不只是灵感，更需要扎实的基础研究、严谨的工程验证和稳定的人才支撑。面向未来，谁能在关键材料与关键机理上率先突破，谁就更有可能在新型能源体系建设中赢得主动。