达到H₂合理存储密度需要高压或低温，阻碍了H₂作为燃料的广泛应用。在环境温度和温和压力下可稳健且可逆地吸附氢的材料可以改变运输领域，并扩大燃料电池在其它应用中的应用。然而，迄今为止，还没有发现在室温下储氢结合焓在-15至-25 kJ/mol这一最佳范围内的吸附剂。近日，加州大学伯克利分校Jeffrey R. Long等研究了金属有机骨架（MOF）V₂Cl_2.8(btdd) (H₂btdd, bis(1H-1,2,3-triazolo[4,5-b],[4′,5′-i])dibenzo[1,4]dioxin)氢气吸附性质，其特征在于暴露的钒（II）位点能够与弱π酸发生反向键合。

本文要点：

1）气体吸附数据表明，该材料与H₂结合焓为-21 kJ / mol，在在室温下储氢结合焓最佳范围内。

2）作者通过多种技术的结合表征了Kubas型钒（II）-二氢络合物。由粉末中子衍射数据可知，V–D₂（质心）的距离为1.966（8）Å，这是MOF所报道的最短距离。通过原位红外光谱确定H–H具有拉伸，并显示出242 cm^–1的红移。电子结构计算表明，对键合的主要贡献来自钒d_π和H₂σ*轨道之间的相互作用。

3）该MOF具有高密度的弱π碱性金属位点，可以在环境条件下实现远远超过压缩气体存储的存储容量。

David E. Jaramillo, et al. Ambient-Temperature Hydrogen Storage via Vanadium(II)-Dihydrogen Complexation in a Metal–Organic Framework, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c01883

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c01883