論文・プレプリント

Dorel S.

本論文は、グリーン水素が化石燃料の代替としてCO2排出削減に果たす役割を論じる。水素の製造・利用における脱炭素効果と課題を概説し、エネルギー転換への貢献可能性を示す。

Muchammad Ilham Najib, Dhea Wahyu Amanda Arifin

インドネシアのパーム油廃棄物を原料に、化学ループガス化と水蒸気改質を組み合わせたグリーン水素製造プロセスをAspen Plusでシミュレーション。ガス化温度700℃、蒸気/バイオマス比0.9で水素生産量82.77kg/h、H2選択率54.43%を達成。技術・環境・社会経済を統合したPESTEL分析により実現可能性を評価。

Shuanglong Tan, Ross Swinbourn, Rui Zhang +5

小麦わらバイオマスから水素と炭素を同時生産する統合プロセス（ガス化、メタン化、メタン熱分解）の経済性を評価。オフグリッド太陽光発電を利用し、ベネフィット・コスト比1.52〜2.33で利益が見込める。従来の石炭・バイオマスガス化と比較してCO2排出を大幅削減。

Christian Trovò, Vito Introna, Annalisa Santolamazza +1

イタリア南部の18.8MW再生可能エネルギーパークを対象に、グリーン水素と合成メタンの生産コストを最適化モデルで比較。水素のLCOHは9.55〜10.27€/kg、合成メタンは5.67€/kgCH4で、エネルギー単位では水素が競争的。系統接続10MW以上でバッテリー不要となりコスト低減。

Wael W. Eskander, Moustafa A. Fouz, S. Shaaban +1

エジプトの紅海沿岸（スエズ湾）の高塩分海水を用いたPEM電解によるグリーン水素製造の技術経済評価を実施。淡水化システムのエネルギー消費は2.96 kWh/m3で、水処理コストは水素製造コストの0.2%未満、LCOHへの影響は0.33%未満と、水処理は制約要因でないことを示した。コスト削減には再生可能電力と電解槽性能の改善が重要と結論。

Schumm, Leon, Achhammer, Anton, Meisinger, Alexander +1

再生可能エネルギー主体の電力系統におけるグリーン水素の国別ポテンシャルを評価するためのコードとデータを提供する。系統運用の制約を考慮し、各国の水素製造可能性を定量化することで、脱炭素社会に向けた水素戦略の基礎資料となる。

Adhikari, Sunil

ネパールの豊富な水力余剰を活用したグリーン水素の可能性をMCDAで評価。環境・資源面で高い可能性を示す一方、技術成熟度とコストが課題。GDP推計では2026-2050年に累計135億ドルの貢献が見込まれ、エネルギー自立と貿易赤字解消への変革的役割が示唆される。

Nikolaos Skordoulias, Sotiriοs Karellas, Dimitrios V. Lyridis +2

本研究は、太陽光・風力ハイブリッドPPAで駆動する加圧アルカリ水電解装置の動的最適運用フレームワークを提案する。多状態モジュールレベルの電解装置モデルとMINLP制約を組み合わせ、運転コストを最小化する。ギリシャのTRIERES水素バレーに適用し、水素需要が柔軟性・コスト・排出に与える影響を定量化。RFNBO準拠のコスト影響やハイブリッドPPAの利点を示した。

Mohammad Ansub Khan, Hira Mahmood, Jay Liu

再生可能エネルギーが制約される地域の製油所において、低炭素水素を原料として導入する際の技術経済性とライフサイクル環境影響を統合評価するフレームワークを提案。シナリオ分析により、コストと排出削減のトレードオフを明らかにし、導入可能性を検討する。

Jingcheng Zhang, Xinru Ji, Sheng Cao +5

海水電解によるグリーン水素製造のための高効率・高耐久な二元金属リン化物電極材料を開発。FeドープNi12P5ナノニードルをニッケルフォーム上に直接成長させ、アルカリ海水中で1000 mA cm-2の高電流密度で低過電圧を実現し、2000時間以上の安定動作を示した。電子構造と超濡れ表面が性能向上に寄与することを実験と理論計算で解明。

Y. Qu, Shihu Lei, Xinyang Zhang +4

廃木材由来のバイオ炭を用いたWO3/ZnIn2S4/バイオ炭三元ヘテロ接合を構築し、可視光下での水素生成速度4.82 mmol/g/hを達成。純ZnIn2S4の9.4倍、ZIS/WO3の2.2倍の性能向上。DFT計算とESR分析により二元Zスキーム機構を確認。バイオ炭が構造支持体と電子貯蔵庫として機能し、光吸収と電荷移動を促進。木材廃棄物のリサイクルとグリーン水素への再生可能エネルギー転換に貢献。

Senthil Kumar Srinivasan, S. Jayaraman, B. Sekar +3

本レビューは、グリーン水素、グリーンアンモニア、合成e-fuelのライフサイクル環境性能を比較し、AIデジタルツインやSCADAなどの先進監視技術とLCAフレームワークの統合を提案する。GHG削減率は70〜98%と幅があり、電力炭素強度やシステム境界に依存する。水素は産業・電力向け、アンモニアは輸送・貯蔵、e-fuelは航空・海運での早期導入に適する。

Xu Gang, Zhao Shifei, Zhou Luyao, Dong Wei, Yang Yongping

本研究は、超超臨界石炭火力と水素・酸素複合サイクルを統合した新システムを提案し、EBSILONによる予備シミュレーションを実施。水素エネルギーの効率的利用と石炭との併用による燃料多様化を図る。初期蒸気予熱条件での性能が示され、本格的実装に向けた基礎データを提供する。

Sun Hong, Yu Dongxu, Song Wenshuai +1

本研究は、PEM燃料電池のカソードでの酸素還元反応に着目し、Pt電極触媒表面の酸素吸着と水素・酸素の酸化還元反応モデルを構築、分子動力学法で反応機構をシミュレーションした。さらに、温度が反応に及ぼす影響を解析し、触媒反応の理解を深めた。

Yang Xia, Li Ruying

暗発酵水素生成は有機廃棄物処理とクリーンエネルギー生産を両立する技術である。本レビューは種汚泥の前処理方法と発酵温度が水素生成に及ぼす影響を整理し、今後の研究課題を提示している。

HUANG Qiang, HUANG Pengru, XU Fen, SUN Lixian

(Fe+Co)共ドープMgH2水素貯蔵材料の熱力学的安定性と結合機構を第一原理計算で解析。共ドープにより単位胞体積が変化し、熱力学的安定性に影響することが示された。水素放出特性の改善に寄与する可能性がある。

CEN Wenlong, WEI Sheng, CHENG Riguang, XU Fen, SUN Lixian

LiAlH4の脱水素温度の高さと反応速度の遅さを改善するため、NiTiO3を機械的ボールミリングでドープする方法を提案。温度プログラム脱水素試験と等温脱水素試験により、NiTiO3ドープが脱水素性能に与える影響を調べ、改善効果を確認した。水素貯蔵材料の高効率化に寄与する。

Xiaofei Wen, Dandan Zhu, Anna Hnydiuk-Stefan +4

本論文は、海洋塩水噴霧環境下でのPEMFC（固体高分子形燃料電池）性能に対する塩化ナトリウム汚染の影響を実験的に評価した。膜電極内の塩分濃度分布を分析し、5段階の塩水濃度で拡散特性を調べた。結果は、燃料電池の劣化メカニズム解明に寄与し、船舶用水素燃料電池の実用化に向けた重要なデータを提供する。

Binwei Xia^1,2 Jiajun Peng^1,2

帯水層への水素貯蔵における回収率向上のため、天然砂岩中の水素毛管捕捉機構を調べた研究。貯留層条件で水素-水変位実験を行い、マイクロCTで分布を可視化。さらに、その画像に基づく細孔スケール数値シミュレーションにより、捕捉メカニズムを詳細に解析している。

Guan, Chengzhi, Shao, Qing, Lu, Yue +11

本論文は、中間温度SOEC電解による原子力水素製造プロセスを解析。SOECの長期安定性が効率・投資収益性の鍵とし、650℃での単セル試験結果を報告。高温ガス炉との直接結合が可能な点を評価している。