当今全球约80%的能源生产来自化石燃料的燃烧。燃烧，即通过燃烧将储存的化学能转化为热能的过程，对发电、交通和家庭供暖烹饪等日常活动至关重要，但同时也带来了环境污染和温室气体排放等一系列环境问题。
在麻省理工学院(MIT)，机械工程系副教授、海洋利用多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带存储功能的可再生能源转型。
从古代智慧到现代科技
"我在大学三年级时首次接触到火焰合成技术，"邓思丽回忆道，"我意识到你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研究重点，是因为她对这个概念所提供的智力挑战充满热情。"在燃烧领域，你既有化学，又有流体力学，每个学科都蕴含着丰富的科学内容，同时也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领域：构建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能源存储，从而降低电池材料制造成本。
革新电池制造技术
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工艺。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)发电的电网储能方面扮演着越来越关键的角色。
邓思丽团队开发了一种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，这项技术可追溯近3000年历史。在中国古代，这是制造黑色墨材的主要方法。"人们燃烧蔬菜或木材，之后可以收集凝固的烟尘，"邓思丽解释道，"对于我们的电池应用，我们可以尝试套用相同的配方，当然会有新的调整。"
邓思丽教授的研究团队正在开发创新的燃烧技术，以推动能源转型。
替代燃料的探索
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。"我们对将铝作为民用应用的燃料感兴趣，"邓思丽表示，因为铝在地球上储量丰富、价格便宜且全球可得。"我们正在努力理解铝燃烧，并能够定制其点火和传播特性。"
邓思丽的研究不仅限于实验室。她是2025年 combustion institute 授予的 Hiroshi Tsuji 早期职业研究员奖获得者，该奖项表彰在基础或应用燃烧科学研究方面的卓越成就。
火焰合成的现代应用
邓思丽的研究团队将古老的火焰合成技术应用于现代能源存储解决方案。通过精确控制燃烧过程，他们能够创造出具有特定特性的纳米材料，这些材料对电池性能至关重要。
"传统电池材料制造过程能耗高、排放大，"邓思丽解释道，"而我们的FASP技术可以在一个步骤中完成材料的合成和沉积，大大简化了生产流程，同时减少了能源消耗和环境影响。"
研究生崔贤在邓思丽能源与纳米技术团队中研究自蔓延高温合成过程中的主导机制。
金属燃料的潜力
铝作为燃料的研究代表了邓思丽团队的前沿方向。与传统的碳氢化合物燃料相比，铝燃烧不产生二氧化碳，只氧化为氧化铝，这是一种相对环境友好的副产品。
"铝燃料的能量密度很高，"邓思丽指出，"而且燃烧产物氧化铝可以回收再利用，形成循环经济模式。我们的挑战是如何控制铝的燃烧速率，使其能够稳定可靠地应用于实际能源系统。"
工业应用的挑战与机遇
将实验室成果转化为工业应用是邓思丽团队面临的主要挑战之一。燃烧技术的工业应用需要考虑效率、安全性和成本效益等多重因素。
"我们需要与工业界紧密合作，"邓思丽强调，"了解他们的实际需求和限制，同时将我们的科学发现转化为可行的解决方案。这不仅仅是技术问题，还涉及经济和政策因素。"
博士后戴维·凯萨尔(右)向邓思丽副教授讨论他在电池失活和能源系统分析方面的研究。
教育与未来人才培养
作为MIT的教授，邓思丽不仅专注于研究，还致力于培养下一代能源领域的创新人才。她的实验室吸引了来自世界各地的学生和研究人员，共同探索燃烧科学的奥秘。
"燃烧是一个跨学科的领域，"邓思丽说，"它结合了化学、物理、材料科学和工程学。通过培养具有多学科背景的人才，我们能够更好地应对未来能源挑战。"
全球能源转型的意义
邓思丽的研究对全球能源转型具有重要意义。随着世界逐步减少对化石燃料的依赖，开发清洁、高效的替代能源技术变得至关重要。
"我们的目标不是简单地用一种能源替代另一种，"邓思丽解释道，"而是从根本上重新思考我们如何产生、存储和使用能源。燃烧技术可以成为这一转型的重要组成部分，特别是在能源存储和重型运输领域。"
未来研究方向
展望未来，邓思丽的研究团队计划进一步探索燃烧技术在能源存储和转换方面的应用。这包括开发更高效的电池材料、设计新型燃烧系统以提高能源效率，以及研究如何将燃烧技术与可再生能源更好地整合。
"科学发现往往来自于跨领域的碰撞，"邓思丽总结道，"我们希望通过开放的合作和创新思维，为可持续能源未来贡献解决方案。"
邓思丽教授的工作不仅展示了燃烧科学的现代应用，也为解决全球能源挑战提供了新思路。通过将古老智慧与现代科技相结合，她的研究正在为清洁、可持续的能源未来铺平道路。
