Đối với vật liệu MOFs thì yếu tố về kích thước lỗ trống là rất quan trọng, là yếu tố chính quyết định đến khả năng hấp phụ H2 của vật liệu MOFs.
Theo lý thuyết thì khi mà tăng đơn thuần kích thước của lỗ trống (các yếu tố nhiệt động không thay đổi) thì khả năng hấp phụ khí H2 cũng tăng lên theo. Bởi lẽ, giả sử kích thước của lỗ trống là a Å, còn đường kính H2 là b Å. Lúc này coi như vật liệu có thể xếp chặt các phân tử H2 trong lỗ trống thì ta có số lượng phân tử H2 lớn nhất (Nmax) được hấp thụ vào 1 đơn vị lỗ trống có khối lượng phân tử là M (gam) :
Nmax = trong đó: V lỗ = a3 và V H2 =
Từ đó ta xác định được thành phần phần % theo khối lượng hấp thụ H2 của MOFs:
Trên thực tế thì khi xét đến một loại vật liệu MOFs nào đó mà nó có kích thước lỗ trống lớn hơn rất nhiều hoặc nhỏ hơn đường kính của H2 thì việc hấp phụ H2 để tồn trữ là không có hiệu quả cao. Bởi lẽ, quá trình hấp phụ H2 còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, khi ta thực hiện ở điều kiện tối ưu của vật liệu 77 K, 30 bar thì khả năng hấp phụ cả vật lý và hóa học là rất tôt, lúc đó đặt ra vấn đề là quá trình giải hấp vật lý diễn ra đồng thời. Chính vì thế nếu cấu trúc lỗ mà lớn quá thì sẽ cho quá trình giải hấp diễn ra còn nhanh hơn quá trình hấp và kết quả là hiệu suất thấp.
Vì thế ta cần chế tạo ra một loại vật liệu có kích thước lỗ xốp phù hợp với đường kính của H2 như quy tắc chìa khóa và ổ khóa để đạt được hiệu quả là cao nhất.
Theo tính toán của GS O.M. Yaghi và cộng sự thì kích thước lỗ trống trong các đời vật liệu MOFs là từ 4 ÷ 5.5 Å sẽ phù hợp với đường kính động học của phân tử H2 là 2.89 Å và nó sẽ cho hiệu suất hấp phụ là cao nhất.
Cụ thể, vật liệu Cu2 (hfipbb) 4 (H2hfipbb) 2 nó hấp phụ 1,65 wt . % H2 ở 48 bar. So sánh với MOF -5, nó chỉ hấp phụ 1 % wt. Ở nhiệt độ phòng và 48 bar. [ Cu- (hfipbb) (H2hfipbb ) 0,5 ] có kích thước lỗ trống nhỏ 3,5 × 3,5 Ao và 5,1 × 5,1Ao, trong khi MOF -5 có kích thước lỗ trống lớn hơn ( 7,7 × 7,7Ao). Khối lượng để hấp phụ H2 của MOF -5 ( 76,8% ) vượt quá giới hạn của MOF cơ sở Cu ( 11,6% ) 6,6 lần. Tuy nhiên, sự hấp phu H2 của MOF-5 chỉ đạt 1,8 lần so với [ Cu- (hfipbb) (H2hfipbb ) 0,5 ] . Do đó, kích thước lỗ trống nhỏ hơn cùng với khối lượng lỗ trống lớn sẽ có ảnh hưởng tích cực tới sự hấp phụ H2.
3.4.4.4 Đánh giá công nghệ tồn trữ hydro bằng vật liệu hấp phụ MOFs