【学术论文】环境工程学院曹世海副教授在国际权威期刊发表学术论文-南京工程学院

近日，dafabet888环境工程学院曹世海副教授以第一作者，南京工程学院为第一署名单位，联合南京理工大学与新加坡南洋理工大学，在国际权威期刊《Small》上发表高水平综述论文《Open Frameworks Materials for Nitrogen Electrofixation to Ammonia: Progress, Challenges, and Future Perspectives》，为绿色储氢研究注入新动能。《Small》由Wiley出版社出版，是涵盖材料科学、纳米技术、化学与物理等多个前沿领域的国际顶级多学科期刊，最新影响因子为13。

在全球能源结构加速向低碳化和可持续化转型的背景下，氢能因其清洁、高效的特性，正日益成为未来能源体系的关键组成。氨（NH₃）作为一种具有高体积能量密度、便于储运的氢载体，被广泛视为实现氢能大规模储存与利用的理想介质。相较于传统依赖高温高压条件的哈伯–博施法，电催化合成氨（电化学固氮）技术可在温和环境下运行，显著降低碳排放与能耗，展现出广阔的发展前景。

本研究聚焦开放框架材料（Open Framework Materials, OFMs）在电化学固氮中的应用潜力。OFMs包括共价有机框架（COFs）和金属有机框架（MOFs），凭借其模块化结构、可调控孔隙性和功能化表面等优势，成为提升电催化氮还原反应（NRR）性能的研究热点。本文系统总结了OFMs在电催化合成氨中提升活性与选择性的关键策略，包括活性位点的构建与调控、导电性能的增强、多尺度孔结构设计以及界面工程的优化等；同时深入剖析了当前面临的主要挑战，如材料结构稳定性差、本征导电性低和规模化制备困难等问题。

为突破上述瓶颈，文章提出应综合运用先进表征技术、理论模拟与机器学习方法，加速材料设计与性能优化。最后，展望了OFMs在可持续氨合成及氢能储存等工业领域的应用前景，强调其在构建绿色能源体系中的重要推动作用。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202502708