論文・プレプリント

Boling Wu, Yuxin Li, Qi Qian +3

本論文は、季節間水素貯蔵とバイオジェニックカーボンリサイクルを組み込んだ地域統合エネルギーシステムのロバスト計画フレームワークを提案する。不確実性を考慮しつつ、低炭素目標達成のためのシステム設計・運用最適化モデルを構築する。

Tatnkam Ernest Jefferson, Sravendra Rana, Nilanjana Banerjee

本稿は、天然ガスから水素を製造しCO2を回収・貯留するブルーハイドロゲンが、低炭素社会への移行において重要な役割を果たす可能性を論じる。技術的課題やコスト、政策支援の必要性についても考察している。

Ben Mouelhi, Carlos Martín Nieto, Alexandra Lüth +2

本報告書はスコットランド向けに開発された低炭素水素展開モデルを紹介し、国際エネルギー機関（IEA）のシナリオに沿った2つのケースを分析。モデルは電力価格と輸出インフラの有無に最も敏感であり、これらが政策・投資の優先事項であることを示している。

Zhongfan Gu, Guangsheng Pan, Wei Gu +5

本論文は、気候変動を考慮した電力と水素の統合ネットワークが、中国の都市におけるカーボンニュートラル達成をコスト競争力のある形で加速することを示す。気候データとエネルギーシステムモデルを組み合わせ、再エネと水素の最適な組み合わせを分析する。

Albérico Paulo Maciel

本論文は、ブラジルにおけるグリーン水素と再生可能エネルギープラント向けの契約モデル（EPC、EPCM、PPA、HPA）を比較分析した。ペルナンブコ州の2つの事例研究を通じて、各モデルの長所と短所を評価し、ハイブリッド構造とHPAの標準化がグリーン水素産業の規模拡大に必要であると結論付けている。

Mohammad Hemmati, Vassilis M. Charitopoulos

本研究は、英国の2050年ネットゼロ目標に対する重要鉱物の供給制約の影響を分析。電化・水素・熱の脱炭素経路モデルに13の鉱物を内生化した結果、ベースラインでは累計1800万トンの鉱物需要が生じ、その70%以上を輸入に依存。供給制約が強まると、戦略が電化から水素へとシフトし、天然ガス依存が増加して追加排出が発生する可能性を示唆。

Young Wook Ryu, Seolhwa Yun, S Kim +4

この研究は、低炭素水素製造のためのスチーム改質とドライ改質を組み合わせたプロセスの多目的最適化を行い、技術経済性と環境持続可能性のバランスを評価した。最適運転条件を特定し、水素製造の脱炭素化に貢献する知見を提供する。

Hongbo Cui, Chengjie Chen, Xutong Lu +3

本総説は、光触媒による水素製造の高性能化と産業化に向けた最新戦略を包括的にまとめた。形態最適化、金属修飾、界面工学に加え、2D遷移金属炭化物やMOFなどの新規光触媒材料を紹介。100m2パネルアレイや複合放物線集光器を用いた大規模実証では、太陽光水素変換効率9%、海水分解で300時間の安定性を達成し、技術経済的な可能性を示した。

Nora Konstanse Remøy Pettersen, Ivana Jovanović, Z. H. Munim +1

本論文は、船舶の脱炭素に向けて水素とアンモニアを燃料とするシステムのライフサイクルコスト分析を実施。ノルウェーの短距離フェリーを対象に5つの推進構成を比較し、現状ではディーゼルが最も費用効率的だが、グリーン水素が約2.19€/kgまで下がれば競争力を持つことを示した。アンモニア燃料は現在のコストでは経済的に困難。

B. Abdullahi, Ndey Ann, Aurelia Ayamdor +1

本レビューは、水素製造における水分解技術（アルカリ水電解、PEM、AEM、SOEC、光触媒、光電気化学）と生物学的手法（生物光分解、発酵、ガス化、熱分解）を比較。電気分解法は大規模生産に最も有望で、再生可能エネルギーとの組み合わせが鍵。生物学的な方法は廃棄物由来の水素製造に適するが、技術的成熟度が低い。今後の低コスト化と安定性向上が重要。

Itumeleng Kohitlhetse, H. Chiririwa

水素ベース直接還元法（H-DRI）は、製鉄プロセスからのCO2排出を大幅に削減する手法として注目される。本稿は、動作原理、工業規模の試験結果、課題（緑色水素のコスト、インフラ、プロセス最適化）を包括的に分析。再生可能エネルギー由来の水素使用でCO2を最大90%削減可能であり、経済・環境・法的側面も検討。業界や政策立案者に実践的知見を提供する。

Zhipu Zhang, Shanshan Lu, Qisheng Yan +7

本研究は、原子精度で設計された白金ナノクラスター触媒を用いて、海水直接電解による水素生成の効率と安定性を向上させる手法を報告。触媒表面の配位子がナトリウム・カリウムイオンを濃縮し、界面pH勾配を形成することで、水素発生反応の促進と同時にマグネシウム・カルシウム沈殿や塩化物イオン腐食を抑制する。低白金担持量で500時間以上の安定動作を実現し、グリーン水素製造への応用が期待される。

Lilly Schulte, A. Reinicke, T. Echterhof +2

本論文は、電炉（EAF）の補助バーナーにおいて天然ガスを水素に置換することでCO2排出を最大27%削減できることを、実験・実機規模で実証した。50kWのパイロット試験と4MWの産業炉試験の結果、鋼材への水素吸収は検出されず、水素がEAFバーナーのドロップイン燃料として技術的に成立することを確認した。

Afef Bouazizi, Salah Jellali, I. Bekri-Abbes

この研究は、廃アルミ箔からグリーン水素とβ-アルミナ固体電解質を同時に製造する新規な加水分解-焼成プロセスを提案。廃棄物から97.5%の収率で水素を生成し、残渣からリチウムイオン電池用電解質材料を合成。循環型経済に貢献するゼロウェイストプロセス。

Jiaoshen Xu, Ge Qin, Chengcheng Zhang +4

高再生可能エネルギー比率下で原子力のピーク調整問題に対し、中国広東省2035年の電力システムをケースに、AEL水素製造を組み合わせた経済性分析を実施。柔軟なピークシェービングモードにより水素製造用余剰電力が約30%増加し、50-100MWの水素製造能力で投資回収期間は約6年と試算された。原子力水素製造の経済的実現可能性を示す。

Xuewei Zhang, Wei Zhou, Xiaoxiao Meng +7

本稿は、再生可能エネルギー駆動のパルス動的電解法（PDE）による水電解水素製造のメカニズム、利点、課題を包括的にレビュー。周波数やデューティ比などのパラメータと水素発生反応の性能相関を解明し、エネルギー移動・電極寿命延長・微小環境制御の観点からPDEの優位性を整理。今後の産業応用への展望と課題を示す。

Dong Zhang, Hao Fu, Chengang Pei +9

独自のRe3P4/ReS2オーミックコンタクトヘテロ構造を開発し、広いpH範囲で低過電圧と長期間安定性を達成。理論計算により界面電荷再分布が反応中間体の吸着エネルギーを最適化することを解明。AEMWEで工業電流密度下500時間の安定動作を実証。

E. B. Agyekum, Murad Irshied Al-Maaitah, Farhan Lafta Rashid +2

本研究は、2000年から2025年における超音波支援水素製造に関する研究の進化をScopusデータベースを用いて計量書誌学的にレビューした。キーワードマッピングにより、水素発生反応の最大化と先端材料（g-C3N4、TiO2、量子ドットなど）の利用が中心テーマであることが示された。また、圧電触媒、バイオ水素、超音波前処理などの新興テーマが持続可能で統合的なプロセスへの移行を示唆している。中国が研究をリードし、実用化志向のハイブリッドシステ…

N. H. Fayez, M. Qenawy, H. M. Mustafa +3

本研究は、湿式電解槽を用いたHHOガス製造の効率最大化を目的とし、電極面積やプレート構成、KOH濃度などの設計・運転パラメータを系統的に調査。4種類の構成を比較し、最適設計（Delta）ではHHO流量3.4 L/min、エネルギー消費3.1 kWh/m³、システム効率59.74%を達成。電極幾何形状と電解質管理が効率向上の鍵であることを実証した。

Liyong Sun, Zhe Du, Yangyang Ge +3

本研究は、仮想発電所（VPP）の経済性と柔軟性を向上させるため、水素貯蔵システムを従来のバッテリーに代替する手法を提案。アルカリ電解槽の広範囲電力適応モデルやモデル予測制御（MPC）に基づく2段階最適化により、システム全体の運用コストを約35.15%削減、再生可能エネルギー消費率を88.41%に向上させた。また、余熱利用や酸素販売で更なる収益向上を実現している。