当今全球约80%的能源生产依赖于化石燃料的燃烧。燃烧，即通过燃烧将储存的化学能转化为热能的过程，对电力生产、交通运输以及家庭供暖和烹饪等日常活动至关重要。然而，燃烧也带来了一系列环境问题，包括空气污染和温室气体排放。
麻省理工学院机械工程系副教授、海洋利用道赫蒂讲席教授邓思丽（Sili Deng）正领导研究，推动从对化石燃料的严重依赖向可再生能源与储能技术的转型。
燃烧科学的魅力
"我在大学三年级首次接触火焰合成技术，"邓思丽回忆道，"我意识到你实际上可以通过燃烧来制造东西，这真的非常令人着迷。"
邓思丽最终选择燃烧作为她的工作重点，是因为她对这个概念提供的智力挑战充满热情。"在燃烧领域，你既涉及化学，又涉及流体力学，每个学科都蕴含着丰富的科学知识，同时具有极强的工程意义和应用价值。"
邓思丽的研究团队专注于三个方向：深化对燃烧过程和排放的基础知识；开发替代燃料和金属燃烧以取代化石燃料；以及合成基于火焰的材料用于催化和储能，从而降低电池材料的制造成本。
锂电池制造的革命性突破
团队的一个重点是开发低成本、低排放的锂离子电池阴极材料制造技术。锂离子电池在交通电气化（如电动汽车电池）和可再生能源（如风能和太阳能）产生的电网储能中扮演着越来越关键的角色。
邓思丽的团队开发了一种他们称为火焰辅助喷雾热解（FASP）的技术，可以帮助降低与阴极材料相关的高昂制造成本。
FASP基于火焰合成技术，这项技术可追溯至近3000年前。在中国古代，这是制造黑色墨水材料的主要方式。"人们燃烧蔬菜或木材，然后收集凝固的烟灰，"邓思丽解释道，"对于我们的电池应用，我们可以尝试采用类似的配方，当然会有一些新的调整。"
这项技术的潜在影响是巨大的。通过降低电池制造成本，可以加速电动汽车和可再生能源储能系统的普及，从而减少对化石燃料的依赖，减缓气候变化。
金属燃料的民用潜力
团队还致力于开发替代燃料，包括研究使用铝等金属为火箭提供动力。"我们对将铝用作民用燃料感兴趣，"邓思丽表示，因为铝在地球上储量丰富、价格低廉且全球范围内均可获得。"我们正在尝试理解铝的燃烧过程，并能够定制其点火和传播特性。"
铝作为燃料的研究代表了能源领域的前沿探索。与传统的化石燃料不同，铝燃烧过程中不会产生二氧化碳，只产生氧化铝，这是一种相对环境友好的副产品。此外，铝的能量密度高，使其成为航空航天和长途运输的理想燃料候选。
研究团队的多学科合作
邓思丽的研究团队由来自不同背景的研究人员组成，共同推动燃烧科学的前沿。
"在燃烧研究中，跨学科合作至关重要，"邓思丽强调，"我们需要化学家理解反应机理，材料科学家开发新型材料，工程师设计实用系统，以及环境科学家评估影响。"
团队成员包括研究生、博士后和访问学者，他们各自专注于不同的研究领域，但共同致力于实现更清洁、更高效的燃烧技术。
火焰合成材料的创新应用
除了电池材料和替代燃料，邓思丽团队还在探索火焰合成材料在催化和能源存储领域的应用。这些材料具有独特的纳米结构和性能，可以显著提高能源转换和存储效率。
"火焰合成是一种强大的材料制备方法，"邓思丽解释道，"它允许我们在高温下快速合成具有特定形貌和组成的纳米颗粒，这些材料在催化、电池和超级电容器等领域有广泛应用前景。"
这种方法的独特之处在于它能够在单一步骤中合成复杂材料，减少了生产步骤，降低了成本，同时提高了材料的性能和一致性。
燃烧技术的环境挑战与机遇
尽管燃烧技术面临环境挑战，但邓思丽认为，通过创新和改进，燃烧可以成为向清洁能源过渡的关键技术。
"我们的目标是使燃烧过程更高效、更可靠、更安全、更清洁，"邓思丽表示，"这不仅仅是关于减少排放，还包括提高能源利用效率，开发可持续燃料，以及创造新的应用场景。"
燃烧技术的改进可以立即应用于现有的能源基础设施，使其比完全转向全新的能源系统更快速、更经济地减少碳足迹。
教育与未来人才培养
作为麻省理工学院的教授，邓思丽不仅致力于研究，还注重培养下一代燃烧科学和能源技术领域的人才。
"我热爱教学，"邓思丽分享道，"看到学生们对燃烧科学的热情，并帮助他们发展解决复杂工程问题的能力，这是我工作中最有意义的部分之一。"
她的课程涵盖了燃烧基础、能源系统和可持续技术等主题，为学生提供了理论知识和实践经验相结合的教育体验。
行业认可与未来展望
邓思丽的研究工作获得了广泛认可，她是2025年燃烧研究所Hiroshi Tsuji早期职业研究员奖的获得者，该奖项表彰在基础或应用燃烧科学研究中表现出色的研究人员。
"获得这个奖项是对我们团队工作的极大肯定，"邓思丽表示，"它激励我们继续探索燃烧科学的边界，开发对环境和社会产生积极影响的技术。"
展望未来，邓思丽计划进一步拓展研究范围，包括开发更先进的燃烧模型、探索新型可持续燃料，以及将实验室成果转化为实际应用。
"燃烧科学正处于一个激动人心的时期，"邓思丽总结道，"随着对气候变化的关注日益增加，我们需要重新思考如何利用燃烧技术为可持续未来做出贡献。我相信通过创新和跨学科合作，我们可以开发出既满足能源需求又保护环境的解决方案。"
邓思丽的工作不仅代表了燃烧科学的前沿进展，也展示了如何将基础研究转化为解决全球能源和环境挑战的实际方案。随着她研究的深入，我们可以期待看到更多突破性技术，这些技术将重塑我们的能源未来，为子孙后代创造一个更清洁、更可持续的世界。
