新加坡国立大学的一项突破性研究为能源领域带来了新的曙光。助理教授何迁及其团队成功开发了一种革命性的催化剂，使得氨气在高温条件下能够高效且清洁地燃烧。这一创新概念——“高温催化氨燃烧”，不仅挑战了传统认知，更为重工业领域的低碳转型开辟了新路径。
该催化剂的核心在于其独特的单原子级设计，铂元素以单原子形式均匀分散在氧化锆–氧化铝载体上，这一结构赋予了它两大显著优势。首先，在相对较低的温度下（约200°C），该催化剂便能成功点燃稀氨气，远低于常规燃烧所需的温度。其次，它能在极端高温（高达1100°C）环境中稳定运行超过80小时，同时有效抑制有害氮氧化物气体的生成。这一成果不仅验证了氨气在高温下的“清洁燃烧”可行性，也彰显了单原子催化剂在能源燃烧领域的巨大潜力。
氨气作为潜在的绿色燃料，其优势在于可由水和空气中的氮在可再生能源条件下合成，理论上实现零碳排放。然而，氨气的点燃难度大、自燃温度高以及燃烧过程中易产生氮氧化物等缺点，限制了其作为燃料的应用。何迁团队的研究正是针对这些难题，通过创新催化剂设计，实现了氨气的高效燃烧与低污染排放。
这项技术的潜在应用领域广泛，特别是在需要高温热能的钢铁、水泥、玻璃等重工业领域。目前，这些行业的工业炉大多依赖煤炭或天然气作为热源，排放量大且碳排放高。而高温催化氨燃烧技术，有望以氨作为替代燃料，为这些高温工艺提供所需热能，显著降低碳排放，推动行业向低碳转型。
氨燃气轮机、氨发动机以及现有天然气锅炉的“氨燃料化”改造，也是该技术的重要应用场景。通过引入高温催化模块，不仅能够减少排放，还能避免大规模设备更换，具有很高的改造潜力和性价比。
研究团队在探索过程中，经历了从初步数据振奋到深入机制探索的历程。他们通过一系列复杂的材料表征和验证实验，最终确认了单原子铂为催化反应中的真正活性中心。这一发现为催化剂的优化提供了重要依据。
尽管研究过程中遇到了审稿人的质疑和拒稿挑战，但研究团队通过积极沟通、补充实验证据，最终赢得了审稿人的认可和支持。相关论文《单原子催化剂使催化氨燃烧在1100°C下成为可能》在国际知名期刊Joule上发表，标志着这一创新成果得到了学术界的广泛认可。
展望未来，研究团队计划进一步优化催化剂设计，提升原子利用效率，并探索成本更低、效果更佳的单原子金属替代贵金属铂。同时，他们还将研究不同的载体材料和金属组合，以及设计具体的反应器系统，以实现氨燃料在工业燃烧系统中的工程化应用。这一系列举措，将为绿色氨燃料走进工业现场、助力低碳未来奠定坚实基础。
