論文・プレプリント

Abdulaziz Aldhafeeri

本ミニレビューは、水素の生産方法（水電解技術）、貯蔵法、燃料電池、輸送インフラなど機械工学的観点からの応用を概説する。技術的課題と将来の研究方向性を提示し、水素が低炭素エネルギーシステムの重要な要素であると結論付ける。

Azrak Zaman, PROTIK DHAR

本論文は、バングラデシュにおける化石燃料からグリーン水素への転換を技術・経済・環境・政策の多角的視点から分析する。太陽光発電による水電解で水素を製造し、CO2排出を削減する可能性を示す。経済性やインフラ課題を整理し、段階的な実装ロードマップを提示する。

Bernabeu Santisteban, Andrés, Dadjo Tavakoli, Saman, del Pozo Gonzalez, Hector +3

本論文は、周波数支援モード（FSM）および仮想同期メカニズム（VSM）運転下での水素電解装置（HE）の動的挙動を分析するハイブリッドモデリング手法を開発した。17.5MWのSiemens Silyzer 300をベースにしたケーススタディでは、セル効率が76.32%～99.71%であること、およびFSM/VSM起動により水素出力の変動や熱ストレスが生じることが示された。提案手法は、大規模水素生産と系統安定性の最適化に寄与する。

Hossam AbdelMeguid

本研究は、24時間安定供給可能なグリーン水素（Firm Green Hydrogen）の3つのアーキテクチャ（熱ルート、電気ルート、ハイブリッド）を技術経済的・熱力学的・環境的に比較するモデルを提示する。空間的に詳細な分析により、各地域での最適な選択をマッピングする。

Huang Z, Yu M, Xie Y +1

本論文は、インジウムドープNiCo層状複水酸化物（In-NiCo LDH）を電着法で合成し、水電解による水素製造における高い二機能触媒活性を示した。最適組成In1.0-NiCo LDHは、OERで215 mV、HERで180 mVの低過電圧（100 mA cm⁻²）を達成し、100時間の長期安定性を実証した。構造解析によりIn³⁺の格子間ドーピングが活性サイトを創出する機構を解明した。

Sontakke S, Yadav S, Kere I +2

本研究は、水素-天然ガス混合用の同軸旋回型静的混合器を提案する。9個の環状空洞と120°のねじれ形状により、5%～30%の水素混合比で混合均一性95%を達成。圧力損失は動作圧の0.04%未満と産業目標を満たす。既存インフラへの水素導入を促進する成果。

Blom, Sander, Octaviano, Ryvo, van Zoelen, Rob

本レポートは、オランダの地域水素ネットワークのバランシング（需給調整）について、短期的なプロジェクト単位から長期的な全国システム結合への移行に伴う課題と解決策を分析。ポートフォリオバランシングや柔軟性オプション、DSOの役割、規制の必要性を論じ、段階的な標準化を提言する。

Alessandro Franco, Wilfried Marius Simo Toukam

セメント製造のエネルギー・排出バランスをベンチマークから定量化し、省エネ、代替燃料、クリンカ代替、電化、水素利用、CCSなどの脱炭素化経路を評価。特に水素は燃焼由来排出を50-250 kg CO₂/t削減可能であり、CCSはプロセス排出に対応するために不可欠と結論。

Mosbah MA, Sayed K, Abo-Khalil AG

本稿は、PEM、AEC、SOEC電解技術を用いたグリーン水素の経済性と技術的実現可能性を、LCOHフレームワークで評価。感度分析により、電力コストが20ドル/MWh以下、電解装置CAPEXが400ドル/kWに達すれば、2030年までにブルー水素とコストパリティに達する可能性を示す。

Wang Y, Duan D, Zhang X +11

太陽光のエネルギー密度不足という物理的制約を克服するため、集光太陽光を用いた光触媒水素製造の新パラダイムを提案。大規模プラットフォームで実証し、7.89 m³/hの水素生成速度と96.4%以上の純度を達成。光触媒と熱触媒の相乗効果により、工業化への道を開く。

Surana K, Rumpelnik C, Zakeri B

この論文は、欧州のグリーン水素需要の普及における空間的波及効果（近隣での採用が採用確率を高める効果）の重要性を実証的に示した。14,000以上の潜在的オフテイカーを分析し、波及効果はグリーン水素がコスト競争力を持たない場合に20倍以上大きくなることを発見。また、最も中心的なオフテイカーをターゲットにする政策が、コスト効率を最大41%改善することを示した。

Ali. S.N. Al, Rashidi, Mehrshad, Radmehr

本研究は、オマーンにおける太陽光発電を用いた大規模グリーン水素製造の技術経済分析と投資評価を行う。アルカリ電解システムを想定し、LCOHが2025年の6.37USD/kgから2050年には2.85USD/kgまで低下するが、資金調達条件や電力価格に強く依存する。ベースケースではIRRが資本コストを上回らず、政策支援なしでは商業的魅力が低い。

Mehmetaj, Ilir

本論文は、ドイツの北海・バルト海に設置する30基のタワーからなるHCTGSシステムを提案。マグネシウム燃焼で開始する蒸気渦を利用し、618 TWh/年の発電、422万トン/年のグリーン水素、3000万m³/日の淡水化を理論的に実現する。さらに、地下データセンター、CO₂固定、工業熱供給など多角的な出力を備える。ただし、すべての技術パラメータは理論推定であり、実証が必要。

Yang S, Fangnon E, Suman S +7

本研究は、3DプリントされたAlSi10Mg合金の水素脆性耐性を調査したものです。高速溶融・凝固プロセスで形成される非晶質Al-Si共晶組織が水素を優先的に捕捉し、均一な分布を促進することで従来のアルミ合金よりも高い耐水素脆性を発揮することを発見しました。緑色水素の低コスト貯蔵材料としての可能性を示唆しています。

(著者不明)

本稿は、ネットゼロ目標達成における水素の役割と、それを支える政策・金融の枠組みを検討する。各国の水素戦略や補助金、民間投資の動向を分析し、効果的な政策設計と資金調達の課題を指摘する。

yildirim, begum

本論文は、超酸と超塩基を用いた新しい水素製造アプローチを提案し、水の分解や金属との反応による水素生成を実証する。さらに、このプロセスを超伝導や電解と統合する可能性を論じ、再生可能エネルギーシステムにおける水素貯蔵・輸送への応用を示唆する。

Reis, David, Rodrigues, Luís, Villar, José +1

本論文は、再生可能エネルギーコミュニティ（REC）において、太陽光発電や蓄電池に加え、電解槽・水素タンク・燃料電池からなる水素製造（P2H）システムの最適規模を決定する手法を提案する。混合整数線形計画法（MILP）を用いて投資・運用コストを最小化し、感度分析により水素販売価格等の影響を評価。P2H導入により正味現在価値が向上し、RECの収益機会が拡大することを示した。

Rizvi, Syeda, Zarif, Mahdi, Tang, Yufei +3

この研究は、海洋流動タービン（OCT）と水素製造を統合したエネルギー変換ループのモデル化と、効率的な制御戦略の提案を行う。変動する海流速度が発電と水素製造に与える影響を評価するため、水車、発電機、電解槽の動的モデルを構築。さらに、モデル予測制御（MPC）を用いて、水素電解と系統注入への電力配分を最適化し、系統安定性を向上させる。蓄積された水素を系統周波数調整に利用する可能性も検討している。

Zarif, Mahdi, Tang, Yufei, VanZwieten, James +1

本論文は、フロリダにおける海洋潮流エネルギーを活用した水素製造とグリッドレジリエンスの可能性を技術経済的・政策的に分析する。ハリケーン被害と水素輸入依存に対処するため、海洋潮流タービン、太陽光発電、系統連携を統合したハイブリッドシステムをシミュレーションし、コスト目標達成の条件を明らかにした。結果、局所的な再生可能エネルギーと系統統合の最適化が水素コスト低減とエネルギー自立に有効であることを示す。

Hyacinthe NKJ, Singh G, Arora S +3

本研究では、インドの都市固形廃棄物有機分画（OFMSW）を用いた微生物電解セル（MEC）による水素リッチガス生成を調査。2種の試料で1.32～1.94 Lのガス生成と60～72%の変換効率を達成。MATLAB/Simulinkモデルによりスケールアップの可能性を示した。