Hydrogen as an energy vector: challenges in storage and transport with special emphasis on metal-based solutions

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a clear mathematical framework for modeling hydrogen storage and transport challenges, useful for researchers in hydrogen infrastructure and materials science.

🏢実務担当者:Highlights technical risks and material selection criteria for hydrogen storage and transport systems, informing engineering and procurement decisions.

抄録 水素は、長い間、将来のエネルギーシステムの潜在的な基盤、特に化石燃料からの移行という文脈において、考えられてきた。その魅力は、その豊富さ、クリーンな燃焼（副産物として水のみを生成する）、そして燃料と原料の両方としての多用途性にある。しかし、エネルギーキャリアとしての水素の実用的な利用は、その物理的・化学的特性に関連する根本的な課題によって妨げられている。その非常に小さな原子質量により、水素は体積密度の低いエネルギーキャリアとなる。液化は極めて低い沸点のためにエネルギー的にコストがかかり、圧縮には数百気圧の圧力が必要となり、安全性と効率性の問題を引き起こす。さらに、水素輸送は問題が多い。その微小な分子サイズはパイプを通した透過を引き起こし、鋼などの金属に脆化や割れを誘発する可能性がある。アンモニアのような化合物に水素を結合させるといった代替戦略は、部分的な解決策を提供するが、エネルギー集約的な合成を含む、それ自身の限界をもたらす。有望な研究分野には、パラジウムをはじめとする金属または合金を用いた固体状態での水素貯蔵が含まれ、これは例外的な吸収特性を示す。本稿の目的は、これらの問題を数学的および物理的観点から議論し、水素がエネルギー移行の重要な要素と見なされる場合に生じる分析的およびモデリング上の課題を強調することである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract Hydrogen has long been considered a potential cornerstone of the future energy system, especially in the context of the transition away from fossil fuels. Its appeal lies in its abundance, its clean combustion (producing only water as a by-product), and its versatility as both a fuel and a feedstock. However, the practical use of hydrogen as an energy vector is hindered by fundamental challenges related to its physical and chemical properties. Its very low atomic mass makes hydrogen an energy carrier with low volumetric density; liquefaction is energetically costly due to the extremely low boiling point, and compression requires pressures of several hundred atmospheres, raising issues of safety and efficiency. Furthermore, hydrogen transport is problematic: its tiny molecular size leads to permeation through pipes, and it can induce embrittlement and cracking in metals such as steel. Alternative strategies, such as binding hydrogen into compounds like ammonia, provide partial solutions but bring their own limitations, including energy-intensive synthesis. A promising avenue of research involves solid-state hydrogen storage using metals or alloys, notably palladium, which exhibits exceptional absorption properties. The aim of this article is to discuss these issues from a mathematical and physical perspective, highlighting the analytical and modeling challenges that arise when hydrogen is considered as a key element of the energy transition .

• openalex https://doi.org/10.1007/s40324-026-00427-wfirst seen 2026-06-08 04:41:50 · last seen 2026-06-17 07:05:29