出乎意料!听上去普普通通并不“高大上”的一个名字，竟然是当今科技领域的顶流！它可以使氢燃料电池汽车续航轻松超过1000公里。

　　10月8日，瑞典皇家科学院宣布，将2025年诺贝尔化学奖授予日本京都大学北川进、澳大利亚墨尔本大学理查德·罗布森和美国加州大学伯克利分校奥马尔·亚吉，以表彰他们在“金属有机框架材料（MOFs）”研究方面的开创性工作。

　　改写氢能未来的材料

　　据报道，MOFs能够高效分离、回收和储存气体等物质，目前全球研究进展迅速，产业应用也在扩大。

　　该材料内部布满微孔，每克的表面积堪比一个足球场，可大量吸附特定分子。理查德·罗布森率先提出了这种新型分子结构的概念，并预言它可以用于催化化学反应等用途。1989年，北川进首次发现可利用含有金属与有机物的“金属配合物”形成蜂巢状规则孔洞的多孔性材料。奥马尔·亚吉则研制出多种具备实用价值的MOFs，其中一种材料可以从沙漠空气中捕获水蒸气。

　　此后，科学家们研究发现，MOFs不仅制造简单，还能设计成让目标物质自然进入其微孔中，因此被认为有望以低成本、高效率实现分离与回收。这种材料今后被寄予厚望的是在脱碳领域的应用。如果能利用它从工厂废气或空气中分离、回收二氧化碳，将大幅减少温室气体排放。

　　如今，MOFs已成为材料科学领域的一颗璀璨明星。它由金属离子（或簇）与有机配体通过配位键自组装而成，形成了高度有序的三维晶格网络。这种独特的结构赋予了MOFs诸多优异的性能。同时，MOFs的孔道结构和化学性质可以通过对金属离子和有机配体的精准选择与设计进行精确调控，从而实现对特定分子的高效吸附、分离和催化等功能。

　　续航破千公里的“魔法”

　　不少人知道，氢燃料电池汽车要实现长续航，高效的储氢技术是关键。

　　在传统的储氢技术中，高压储氢和液氢储运占据着主导地位，但它们各自面临着严峻的挑战。据介绍，高压储氢通常需要将氢气压缩至70MPa左右的高压状态，这不仅对储氢设备的耐压性能提出了极高要求，增加了设备成本和安全风险，而且储氢密度相对较低，难以满足长续航的需求。同时，液氢储运则需要将氢气冷却至-253℃的超低温，使其液化，这一过程能耗巨大，成本高昂，并且对储存容器的隔热性能要求极为苛刻，稍有不慎就可能导致氢气的挥发和泄漏。

　　而MOFs材料的出现，为破解这些难题提供了全新的解决方案。MOFs具有独特的纳米孔道结构，这些孔道就像一个个精密设计的“分子陷阱”，能够对氢气分子进行“分子级精准吸附”。在常温常压下，氢气分子可以自由地进入MOFs的孔道中，并被稳定地吸附在其中，就如同被放入了一个安全的“氢气保险箱”。当需要使用氢气时，只需通过简单的压力或温度变化，氢气分子就可以迅速地从孔道中释放出来，为氢燃料电池汽车提供动力。

　　奥马尔·亚吉团队利用MOFs研发的ZIF-1000材料，便是MOFs储氢技术的杰出代表。这种材料的储氢密度达到了传统高压储氢技术的180%，在同等体积的情况下，储氢量提升了80%。这一突破意味着，氢燃料电池汽车在不增加负重与体积的前提下，续航里程可实现质的飞跃，从目前的500公里左右跃升至1000公里以上。理想状态下，如果一辆普通的氢燃料电池汽车采用ZIF-1000材料作为储氢介质，其续航里程或将从原来的500公里提升至1200公里，从而解决用户的续航焦虑，使得氢燃料电池汽车在实际使用中的便利性进一步提升。

　　有望重塑产业格局

　　外界有报道称，如果MOFs将来能走向产业化应用，氢燃料电池汽车续航超1000公里，加氢时间仅3-5分钟将不再是梦想，车辆使用便利性将接近传统燃油车，而且凭借“零排放+长续航+快补能”的独特优势，有望成为全球汽车产业变革的新引擎。

　　一旦实现这一目标，将在行业产生一系列“连锁反应”。其中，在长途运输领域，氢燃料电池重卡将率先替代传统燃油车，成为物流行业的新宠。在长途客运领域，氢燃料电池客车也将凭借其舒适、环保、高效的特点，为人们提供更加优质的出行体验，进一步推动公共交通的绿色转型。在家庭用乘用车市场，同样可以是氢燃料电池汽车的“用武之地”。有报道称，丰田、现代等跨国车企巨头早已开始在加速布局氢燃料电池汽车的同时，有意探索MOFs储氢系统的商业化前景。

　　有行业人士表示，在全球积极应对气候变化、努力实现碳中和目标的大背景下，MOFs材料对于氢燃料电池汽车发展的重要作用日益凸显，也成为新能源及清洁能源汽车发展的关键力量。

　　国外还有专业人士认为，MOFs材料不仅对于氢燃料电池汽车发展将起到重要作用，而且还能在新能源汽车电池热管理等众多领域具有巨大的应用潜力，是一种“以汽车为起点，辐射全产业”的革命性材料。在新能源汽车电池热管理领域，MOFs材料能够通过其独特的孔道结构和吸附性能，高效调节电池的温度，提升电池散热与热失控防护能力。但是，正如其他新技术、新材料一样，尽管MOFs材料有卓越的性能，但其从实验室走向大规模商业化应用还面临诸多挑战，成本问题便是首当其冲的“拦路虎”。包括原材料制备、合成工艺、对环境需求苛刻等现实问题都推高了其成本。

　　“其走向商业化应用，除了成本和工艺技术问题，也需要相关企业之间加强合作，构建产业联盟，共同攻克技术难题。”有关专家认为，通过产业链各环节的协同创新，构建一个完善的产业生态系统，才能加速MOFs材料从实验室到市场的转化，实现其商业价值。

　　“最好的化学，是让世界变好的化学。”出身巴勒斯坦难民家庭的奥马尔·亚吉所言，表达了业界的共同向往。