隨著可再生能源的增加，以及由于電涌和極端天氣事件導致的停電帶來的不確定性不斷增加，儲能在確保醫療設施、數據中心和電信等關鍵基礎設施的可靠供電方面發揮著關鍵作用。氫作為一種儲能解決方案顯示出了良好的前景，研究人員正在開發能夠幫助以低成本和高能效長期儲存氫的材料。

在能源部氫和燃料電池技術辦公室的支持下，伯克利實驗室領導的一組研究人員對基于海綿狀材料（稱為金屬有機框架，簡稱MOF）的備用電源系統進行了研究，發現隨著進一步的研究和開發，它們可能與其他備用電源儲能技術具有成本競爭力。MOF是由金屬離子制成的多孔晶體材料，晶體中的大孔可以儲存氫氣。作為美國能源部氫材料高級研究聯盟（HyMARC）的一部分，該團隊與太平洋西北國家實驗室和加州大學伯克利分校的研究人員合作，使用技術經濟分析和過程建模來分析系統性能。他們的研究發表在《自然能源》雜志上。

伯克利實驗室博士后研究員兼主要作者彭鵬說：“MOF具有高比表面積和氫吸附能力，氫分子可以附著在MOF空腔的表面。”。“特別是對于備用電源應用，它們有一個簡單的充電/放電機制，允許儲存的氫氣在放電后立即釋放，而無需使用通常需要高溫的化學反應。”

利用伯克利實驗室科學家Jeffrey Long提供的實驗數據和分子模擬來預測系統層面的MOF性能，研究人員發現，對于10兆瓦以下的備用電源應用，如微電網或社區規模的數據中心，所選MOF系統可能與其他大型固定備用電源應用具有成本競爭力，如抽水蓄能水電和電池。該研究還發現，MOF與液氫儲存具有成本競爭力，并且比壓縮氫儲存具有更高的系統級能量密度，因此需要更少的空間。

伯克利實驗室科學家兼通訊作者Hanna Breunig表示：“使用MOF作為備用電源的儲氫裝置尚未商業化，但現有的MOF已在儲氫罐中得到證明，有幾家初創公司正在努力推進這項技術。”。“這些系統可能需要幾年以上的時間，但我們的研究表明，MOF的進一步研究和開發可能會對提高彈性產生關鍵影響。”