Cerca de 80% da produção global de energia hoje provém da combustão de combustíveis fósseis. A combustão, ou o processo de conversão de energia química armazenada em energia térmica por meio da queima, é vital para uma variedade de atividades comuns, incluindo geração de eletricidade, transporte e usos domésticos como aquecimento e culinária — mas também acarreta uma série de consequências ambientais, contribuindo para a poluição do ar e as emissões de gases de efeito estufa.

Sili Deng, titular da Cátedra Doherty em Utilização Oceânica e professor associado de engenharia mecânica no MIT, lidera uma pesquisa para impulsionar a transição da forte dependência de combustíveis fósseis para energia renovável com armazenamento.

“Meu primeiro contato com a síntese por chama foi no meu terceiro ano de faculdade”, diz Deng. “Percebi que você pode realmente queimar coisas para criar outras, [e] isso foi realmente fascinante.” 

Deng afirma que escolheu a combustão como foco de seu trabalho por gostar do desafio intelectual que o conceito oferece. “Na combustão, temos química e mecânica dos fluidos. Cada área é muito rica em ciência. Isso também tem implicações e aplicações muito fortes na engenharia.”

O grupo de pesquisa de Deng concentra-se em três áreas: construir conhecimento fundamental sobre processos de combustão e emissões; desenvolver combustíveis alternativos e combustão de metais para substituir os combustíveis fósseis; e sintetizar materiais baseados em chama para catálise e armazenamento de energia, o que pode reduzir o custo de fabricação de materiais para baterias.

Um dos focos da equipe tem sido a fabricação de baixo custo e baixa emissão de materiais catódicos para baterias de íon-lítio. As baterias de íon-lítio desempenham um papel cada vez mais crucial na eletrificação dos transportes (por exemplo, baterias para veículos elétricos) e no armazenamento de energia em redes elétricas para eletricidade gerada a partir de fontes de energia renováveis, como eólica e solar. A equipe de Deng desenvolveu uma tecnologia chamada pirólise por pulverização assistida por chama, ou FASP, que pode ajudar a reduzir os altos custos de fabricação associados aos materiais catódicos.

A tecnologia FASP baseia-se na síntese por chama, uma tecnologia que remonta a quase 3.000 anos. Na China antiga, esse era o principal método de produção de tinta preta. “[As pessoas queimavam] vegetais ou madeira, para depois coletar a fumaça solidificada”, explica Deng. “Para nossas aplicações em baterias, podemos tentar adaptar a mesma fórmula, mas, é claro, com alguns ajustes.”

A equipe também está interessada no desenvolvimento de combustíveis alternativos, incluindo o estudo do uso de metais como o alumínio para impulsionar foguetes. "Estamos interessados em utilizar o alumínio como combustível para aplicações civis", diz Deng, porque o alumínio é abundante na Terra, barato e está disponível globalmente. "O que estamos tentando fazer é entender [a combustão do alumínio] e sermos capazes de ajustar suas propriedades de ignição e propagação."

Entre outras distinções, Deng recebeu o Prêmio Hiroshi Tsuji para Pesquisadores em Início de Carreira do Instituto de Combustão em 2025, um prêmio que reconhece a excelência em pesquisa científica fundamental ou aplicada da combustão.