論文・プレプリント

Wuillemin, Zacharie, Waeber, Florian, Diethelm, Stefan +7

SolydEraは、高自動化プラントで製造するG8スタックを基盤に、産業向けの大型SOFCスタックおよび可逆システムを開発・検証してきた。中核となるrEMX-NG HotModuleは5基のG8Xスタックを統合し、燃料電池モードで最大10kW、水蒸気電解モードで最大30kWを発揮する。水素・天然ガス等多燃料に対応し、共電解による合成ガス生成も可能で、間欠電源や系統サービス、電力貯蔵の課題に対応する。

Seo, Youngkyun, Park, Eunyoung, Choi, Yeonji +1

本研究は、洋上風力を電力源として海上で液化水素を製造する施設の概念設計を提示する。施設要件の分析、要件を満たすシステムの定義、システム解析による最適な施設コンセプトの選定を行った。経済性・所要スペース・運用安定性の比較分析を通じて最適な構成と容量を特定し、主要な想定変数について感度分析も実施した。設計初期段階ゆえの不確実性はあるが、将来の洋上液化水素製造施設の実現に向けた基礎資料を提供する。

Ureña, Violeta, Ruiz, Kandela, Betancur, Yuli +3

固体酸化物電解セル（SOEC）の実験室プロセスを準工業的製造へ移行した研究。テープキャスティングのロール・トゥ・ロール化と焼結条件の最適化により、14m級の欠陥のない大型セルの作製に成功した。微細構造・電気化学評価で品質と性能が維持されることを確認し、製造コストとリードタイムの大幅削減、再現性向上を実証した。

Campanari, Stefano, Fantini, Martina, Crespi, Elena +10

SYRIUSプロジェクトは、4.2MWの固体酸化物電解装置（SOEC）を鉄鋼プラントの工程に統合し、化石燃料使用とCO2排出を削減する実証事業である。約700℃で運転し、鉄鋼プロセスから回収した蒸気を利用、水素製造効率は39kWh/kgH2未満と高い。水素は再加熱炉の天然ガスを代替し、副生酸素も活用する循環設計を採る。5,000時間で100kg/hの水素製造を実証し、年間5,600tのCO2削減を目指す。本論文は初年度の進捗と課題を報告…

Al-Sagheer, Yousif, Steinberger-Wilckens, Robert

EUのNet-Zero Industry Actは水素プロジェクトの許認可手続きを18か月以内とすることを求めるが、加盟国間の規制枠組みの断片化や地方当局の専門知識・経験不足が導入のボトルネックとなっている。PermittHyプロジェクトは、許認可当局・認証機関・技術者・消防等を対象に、多言語の調和された研修プログラムとデジタルツール、国境を越えた協力体制を提供し、水素プロジェクトの許認可を迅速かつ安全に処理できる能力構築を目指す。欧州…

Fontell, Erkko, Hakala, Tuomas, Åström, Kim

Convionは固体酸化物セル（SOC）技術をパイロットから産業規模へ展開する取り組みを提示する。SOFC・SOECの10年以上の運用経験を基に、マルチメガワット級の標準化・モジュール型SOCプラットフォームを開発し、コスト競争力・信頼性・既存インフラ統合を狙う。2024年にHD Hyundai系HD Hydrogenが買収し、技術力と産業規模を組み合わせて水素・Power-to-X用途の商用化を加速する。

Linares JI, Arenas E, Nárdiz S +1

本論文は、風力と太陽光のハイブリッド発電所で水素と電力を併産するCHyP概念を提案する。電解槽を発電継続時間曲線から最適化し、余剰電力を売電してLCOHのコスト相殺に活用。スペイン全土の500MW設備シミュレーションで最適風力比率27%、LCOHは1.68〜4.40€/kg、一部地点で2€/kg未満を達成した。

Ana Karen Silveira, Pereira Caracas, Ana Verucia Leitão da, Silva Vasconcelos, Constantino, Frate Junior +14

ブラジル・セアラ州を対象に、グリーン水素バリューチェーンに関わる新興技術を専門家の知見と文献・文書調査から分析・優先順位付けした定性研究。技術成熟度、インフラ、産業応用、市場、規制、持続可能性などの基準を統合し、地域のエネルギー・産業・イノベーション条件に適合する技術選定の枠組みを提示する。

Primke, Fabian

過冷却液体水素の充填において、タンク内の気相凝縮（ullage condensation）を考慮した熱力学モデルを提案。流入液体と気相の相互作用を表すパラメータを導入し、大型トラックと航空機の充填シナリオに適用した。入口温度が十分低く相互作用が強ければ、ベント（ガス放出）なしの充填が可能となることを示す。低タンク圧では要件が厳しくなる。

Li, Zhouyan, Liu, Qiance, Guo, Yang

中国の高炉・転炉（BF-BOF）製鉄所を対象に、太陽光・風力・ハイブリッド由来のグリーン水素を用いた水素直接還元鉄（HDRI-EAF）への転換を2025〜2050年でプラント別に最適化した研究。各立地の再生可能エネルギー供給ポテンシャルと水素製造・貯蔵・輸送コストを考慮し、費用対効果の高い転換時期と電源構成を特定。適地ではHDRI-EAFが経済的に成立し、鉄鋼脱炭素の実現可能性を示す。

Quinga M, Socasi D, Flores A +4

エクアドル・ロハ市の都市交通脱炭素化に向け、風力由来グリーン水素の技術経済的実現可能性をHOMER Proで評価。23MWのPEM電解装置を含むハイブリッドシステムをモデル化し、年間55万kgの水素生産、LCOHは6.25USD/kgと算出。50台の燃料電池バス供給が可能で、資本投資と再エネコストが実現性の鍵と結論。

Maiken Borud Omtveit, Lisa Marie Dannappel, Shi You +1

本論文は、デンマーク工科大学のPtX実験室に設置されたEnapter製AEM電解装置の実測運転データから、分極曲線と電流動特性を含むモデルパラメータを同定した。これにより、グリーン水素製造の系統トポロジーや制御戦略をより正確に評価できる。結果は、AEMが風力出力平滑化や周波数調整などの系統サービスに適することを示唆する。

Holdsworth AF, Ireland E, Baidak A +10

使用済核燃料（SNF）からの放射線分解による水素製造を提案。137Cs等の高発熱核種を分離し専用線源とすることで、閉鎖燃料サイクル下でも水素を製造可能とする。世界のSNF備蓄で水素需要の約60%（年間約900億ドル相当）を賄えると試算。廃棄物を資源化し、原子炉運転から水素生産を切り離す点が特徴。

Konuhova M, Bezrukovs V, Bezrukovs V +4

分散型グリーン水素インフラにおける圧縮技術を、機械式・液圧ピストン・電気化学・金属水素化物・ハイブリッドの各方式で横断比較したレビュー。圧力比、比エネルギー消費、熱挙動、純度、動的柔軟性、信頼性、スケーラビリティ、TRLを共通基準で評価。高圧・大流量・商用成熟では機械式が基準、熱管理重視では液圧ピストン、高純度・中流量では電気化学、廃熱利用では金属水素化物が有望と整理。単一最適解はなく、電解槽・バッファ貯蔵・需要を含む運転包絡線全体での…

Fakhreddine J, Joshi S, Cassamassima L +3

TIAM-UCLとMESSAGEixの2つの世界エネルギーシステムモデルを調和シナリオで比較し、パリ協定整合経路での水素貿易の発展を評価した。両モデルは一貫して、現在の集中型化石燃料市場より分散的・地域統合的な水素貿易市場を予測する。2050年までに域内パイプライン貿易は年平均3〜22EJ、国際液体水素貿易は1〜6EJにとどまり、多くの地域は自給可能と示唆される。国家戦略が国際貿易に偏る一方、最小費用経路との系統的ミスマッチを指摘する。

Clark, Albert

液体水素（LH2）は航空分野の脱炭素化に向けた有望な選択肢だが、体積エネルギー密度の低さや極低温貯蔵が機体設計に大きな変更を迫る。米空軍のProject SuntanからAirbusやH2FLYの実証まで、水素燃焼・燃料電池・極低温貯蔵技術が進展している。実現には拡大胴体や分散推進、ブレンデッドウィングボディ等の新設計に加え、空港インフラ・認証基準・低炭素水素供給が不可欠だと論じる。

Zagoraios, Dimitrios, Bera, Susanta, Ahmad, M. Usman +3

水電解の酸素発生反応（OER）をグルコース酸化反応（GOR）に置き換えることで、セル電圧を下げつつ付加価値化学品を併産する手法を検討した。市販Ni基合金多孔質輸送層（PTL）を評価し、Feの存在がOERを促進する一方GORを抑制することを解明。熱化学処理でNi PTLをナノ構造化し、電流密度を約3倍に向上させ、GORが支配する広い電位窓を実現した。

Guochen Zhao, Ahmed S. Alahmed

本論文は、太陽熱と逆浸透（RO）を組み合わせた再生可能エネルギー駆動淡水化プラント（WDP）において、水・電力・グリーン水素を利益最大化する運用の解析的枠組みを提示する。最適運用は再エネ出力の関数として閉形式で特徴づけられ、低出力時は熱淡水化と系統電力に依存し、高出力時はRO淡水化を増やし余剰を水素製造に配分する。実データを用いたシミュレーションでは、水素を統合した構成が日次利益75.945千ドルを達成し、水素なしの最良構成を15.1%…

Zhang, Junjie

本リソースは、デンマークDK2系統を対象に、時間単位の再生可能水素マッチングにおける予備力と補正柔軟性の配分を検討した研究のデータ・コード・運用計画・感応度出力を提供する。6ウィンドウの条件付き予備力配分モデルに基づき、再現可能な形で成果を共有する。

Kim JJ, Lee S, Ki Y +4

水素直接噴射エンジン向けに、PLIFとLIBSを組み合わせた光学診断法を開発し、水素ジェットの二次元濃度場を定量的に再構成した。定容容器内での実験により、噴射初期の中空円錐形状、中期の渦による燃料濃縮、後期の運動量支配の軸方向拡がりを解明した。CFDモデルの検証や噴射戦略の最適化に有効な手法を提供する。