8月18日消息，德国奥尔登堡大学（University of Oldenburg）Caterina Cocchi课题组的Joshua Edzards、Holger-Dietrich Sassnick与Caterina Cocchi在arXiv发表预印本（8月17日提交），通过第一性原理计算系统筛选金属有机框架MOF-5的衍生物用于储氢材料设计。

研究考察了两类改性策略：金属中心的等电子替换（Zn替换为Mg或Cd）与有机链接子的官能化（引入NH2、OH、NO2基团）。计算表明，金属节点替换能系统性稳定氢气在金属-氧簇位点的结合，配体官能化则进一步增强吸附。其中镉中心与硝基（NO2）基团的组合效率最高，氢吸附能达-15.58 kJ/mol，大幅超越原始MOF-5的储氢能力。

进一步的电子结构分析阐明了局部框架环境如何配位客体氢分子，为实验开发先进吸附材料提供了稳健的设计框架。研究于8月17日提交至arXiv（编号2608.16531），归类于材料科学凝聚态方向。

背景层面，MOF材料因超高比表面积与可调孔道被视为低温/常温储氢候选，但多数MOF与氢分子的范德华作用太弱，室温下储氢容量不足。将吸附能从典型MOF的-5 kJ/mol量级提升到接近室温储氢理论上限（约-15至-20 kJ/mol），是该领域攻关的核心指标——本研究通过"节点替换+官能化"双变量组合寻优，给出了明确的分子级设计路径。 （来源：arXiv）