7月13日消息，SLAC 国家加速器实验室与斯坦福大学的 Anshuman Goswami、Frank Abild-Pedersen 等人在《自然·计算材料》（npj Computational Materials）发表论文，提出一种高通量计算框架，用于设计可削减飞机尾气氮氧化物（NOx）排放的新型催化剂，为航空业这一难减排场景提供后燃烧催化处理路径。
研究综合量子化学模拟、微动力学建模与高通量筛选，建立了合金组成与催化活性之间的设计规则，并模拟了材料在代表性喷气发动机尾气条件下的稳定性与碳结合行为。团队从 12 种镍基三元合金中筛出 4 种候选：镍钴钯（Ni-Co-Pd）、镍钴铂（Ni-Co-Pt）、镍铁铂（Ni-Fe-Pt）与镍铬铂（Ni-Cr-Pt，居首），这组镍基三元合金被预测可在保持催化活性的同时具备热力学稳定性。
NOx 减排是航空业的环境痛点：飞机巡航高度排放的 NOx 会改变大气臭氧与甲烷浓度，其气候影响高于地面排放，并恶化大型机场枢纽的空气质量。然而将汽车三元催化器搬到航空发动机上极为困难——喷气发动机尾气温度可超过 1000K，常规催化剂难以承受；而调低油气比虽可减少 NOx 生成，却会推高二氧化碳排放，使后燃烧催化处理成为更可取的替代方案。
该工作的意义在于以计算先行的方式，为极端高温下的航空 NOx 催化还原提供了成分设计的起点，显著缩小了后续实验验证的搜索空间。作者指出，这四个候选仍需进一步建模与实验验证，但已为航空脱碳这一公认难题提供了机理明确的新材料方向。
对催化与材料产业链而言，此类高通量计算筛选正成为新材料发现的标准范式；以镍基合金替代昂贵铂族金属全催化剂的思路，若经实验证实，有望降低航空催化转化的成本门槛，但其工程化——抗热震、长期稳定性、在真实煤油及 SAF 燃烧产物中的表现——仍是后续关键。
（来源：npj Computational Materials）
