鋼鐵行業是國民經濟的重要基礎產業，也是高能耗行業。2020年我國粗鋼產量10.6億噸，占全球粗鋼產量份額的56.5%。2020年12月31日，工信部發佈《關於推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見（征求意見稿）》，提出力爭到2025年，鋼鐵工業基本形成產業佈局合理、科技裝備先進、全球競爭力强、綠色低碳永續的發展格局；並針對“綠色低碳”，提出推進產業間耦合發展，力爭率先實現碳排放達峰。河北、天津等省市相繼出臺了工業爐窯CO减排名額要求。研究轉爐放散煤氣（CO）高效潔淨催化燃燒科技對於鋼鐵行業節能減排與碳達峰、碳中和意義重大。
轉爐煉鋼法是我國最主要的煉鋼方法之一。轉爐冶煉過程中產生含有高濃度CO和少量CO2、O2、N2的煤氣。鑒於吹煉前期和後期產生的煤氣含氧量過高，存在爆炸危險，這部分煤氣（占全週期轉爐煤氣發生量的20-30%）不符合氣櫃回收條件，通常以甲烷等燃氣引燃的形式放散，造成大量的能源浪費與CO2排放。
力學所高溫氣體動力學國家重點實驗室高效潔淨燃燒研究團隊針對轉爐放散煤氣流量與濃度波動特性，提出了CO自持催化燃燒科技，並設計出Cu基催化劑製備技術；深入研究了催化劑結構/物化特性和催化效能之間的關聯特性，進一步明確了CO催化燃燒反應機理與穩燃機制；並實現了由本征反應動力學階段向自持燃燒階段的拓展；在力學所懷柔基地進行了小試實驗，開展了由實驗室研究型催化劑向工業應用級蜂窩陶瓷催化劑過渡的效能研究；獲得了拓寬CO自持催化燃燒穩燃範圍、實現反應系統穩定運行的方法和途徑。這些結果可為促進轉爐放散煤氣從“所需燃氣引燃”到“自身能量回收利用”的雙向節能奠定基礎，對於工業爐窯CO節能減排科技的研發及工程應用具有重要意義。
相關的研究成果已發表期刊論文9篇（Proceedings of the Combustion Institute 2篇、Fuel 3篇、Applied Catalysis A，General、Combustion Science and Technology等期刊），申請專利10項（授權5項）。該科研工作得到中國科學院戰略性先導科技專項（A類）“煉鋼轉爐煤氣高效清潔燃燒節能新技術”（XDA21040500）與國家自然科學基金面上項目（51776216）的支持。
圖1低溫电浆與熱催化科技相結合實現CO快速引燃過程（A）及电浆反應路徑（B）；CuCe0.75Zr0.25Oδ催化劑上CO自持催化燃燒的二維溫度場（C）及穩燃極限（D）；CO引燃誘導、自持催化燃燒階段質譜瞬態回應實驗結果（E）及雙穩態反應動力學模型（F）
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