論文・プレプリント

Abdul Haseeb Tariq, U. Amin, M. Shafie‐khah +2

本研究は、オーストラリアの再生可能エネルギーゾーン（REZ）において、グリーン水素を生産し天然ガスと混合するデュアル燃料方式のマルチエネルギーシステム（MES）を最適化する。最適システムは年5,343kgの水素を生産し、20%水素・80%天然ガスの混合を実現。北クイーンズランドREZのオングリッド構成では、天然ガス燃焼システムと比較して95%以上のCO2削減を達成した。

Jian Liang, Zhongqun Wu

水素エネルギー貯蔵は再生可能エネルギーの統合に重要だが、多額の投資と不完全な市場メカニズムが課題である。本研究は、グリーン資産担保証券（ABN）ファイナンスと前日取引を統合した二層スタッケルベルクゲームモデルを構築。マルチシナリオ分析により、低コストのABNファイナンスが水素貯蔵の価格対応力と裁定能力を向上させる一方、高コストは市場参加を抑制することを示した。金融商品を活用して水素貯蔵の競争力を高める定量的根拠を提供。

Ayman Hussein Badawi, Mohamed M. Zakaria Moustafa, Mostafa S. Hamad +2

弱い送電網における風力・太陽光発電の大規模導入による不確実性と安定性問題に対処するため、グリーン水素エネルギー貯蔵システム(HESS)の確率的計画フレームワークを提案。FVSIとSSIに基づくセキュリティ制約を最適化ループに組み込み、炭素フットプリントと電力損失の最小化を図る。改良IEEE39母線システムでの検証により、PSOやGA/PSOベースライン比で9.2%および5.3%の炭素フットプリント改善を達成。HESS設計は電解槽296.…

Xuebin Luan, Zhiyu Jiao, Haoran Liu +4

本研究は、100%再生可能エネルギーによるオフグリッド水素製造システムを、高時間分解能のデータと最適化フレームワークで評価。ハイブリッド風力・太陽光発電とマルチタイムスケール蓄電（短期・長期・季節）の組合せにより、水素製造コスト(LCOH)を最大40%削減。好条件地域で2.45$/kg達成し、2030年までに3$/kg目標が複数地域で可能と予測。不確実性を考慮すると実コストは5-15%増加見込み。

M. Ali, Nobonita Sarkar, Md. Esmay Azam +3

本研究では、太陽光・風力・バイオガスなどと水素貯蔵を組み合わせたオフグリッド島嶼向けマイクログリッドの技術経済・環境評価を実施。エネルギーコスト$0.0794/kWh、純現在コスト$333,733、NET負の二酸化炭素排出-42.7kg/yrを実現。デマンドレスポンスにより年間19,802kWhの省エネ、水素統合で余剰再生エネ1,971,487kWhを削減し、システムの安定性と経済性を実証した。

Hanan Al-Dulymi, G. Alobaidy, Thamer Athmiel

本レビューは、グリーン水素が気候変動対策の鍵として注目される背景を解説。欧州や日本を含む各国の水素経済政策と、燃料電池車や産業利用への応用を概観する。水素の特性と抽出の課題にも触れている。

Luciana Tapia Rattaro, Y. F. Khalil

本論文は、脱炭素化が難しい産業セクターにおけるグリーン水素の役割に着目し、アルゼンチン・パタゴニア地域を事例に社会的課題を分析。社会的LCAと水素正義アプローチを統合し、人権、労働条件、地域コミュニティへの影響など6つの社会的カテゴリーを評価。従来のLCAツールでは見落とされがちな地域固有の課題を特定し、政策提言を行う。

Vladimir M. Nikolić, Katarina Dimić-Mišić, Slađana Lj. Maslovara +4

本レビューは、アルカリ水電解の基本原理、電極材料、触媒開発を包括的に解説。特に、運転中に電解液へ遷移金属イオンを添加する「その場イオン活性化」戦略に焦点を当て、Ni-Co-Mo系が水素発生反応を大幅に向上させるメカニズムを電気化学測定と表面解析に基づき明らかにした。この手法は低コストでスケーラブルなグリーン水素製造の効率化に貢献する。

M. Vichitra, M. Sunil Kumar, N. Beemkumar +5

本レビューは、バイオマスと有機固形廃棄物から水素を製造するための熱化学的および生物的変換経路の進歩を総合的に評価する。ガス化、熱分解、水蒸気改質などの熱化学的手法と、酵素加水分解、発酵、生物光分解などの生物学的プロセスの両方を、反応機構、効率、統合の可能性に焦点を当てて検討している。原料の変動性、触媒設計、環境影響などの課題を議論し、持続可能な水素経済への展望を示す。

T. A. Tivfa, A. Shuaibu, Hussein A. Mohammed +2

本研究では、太陽熱発電（SPTおよびPTC）とPEM電解槽を組み合わせたグリーン水素製造のコスト分析と最適化を実施。各種サイクル構成を比較し、LCOHは7.78～17.76$/kgと試算。容量係数が性能に最も影響し、多目的最適化により効率向上と低コスト化を達成。

Bora Buğra Sezer

本論文は、グリーン水素サプライチェーンにおける大規模IoTデータのプライバシー保護とリアルタイムトレーサビリティを実現するため、差分プライバシー連合学習と量子安全ブロックチェーンを組み合わせたフレームワークを提案する。ノードはデータを共有せずにローカルモデルを訓練し、ロバストな中央値プーリングと適応ノイズスケーリングにより98%の精度を維持しつつプライバシー予算の増加を最小限に抑える。ML-KEMハイブリッド暗号による量子攻撃耐性も備え…

Asad Ali, Leif J. Jönsson, Xiaoyan Ji +2

本ミニレビューは、リグニン由来のフェノール類の価値化とグリーン水素製造を電気化学的に結合する技術について概説する。最新の触媒や反応機構を整理し、再生可能な化学原料とクリーンエネルギーを同時に生産する統合プロセスの可能性と課題を示す。

Subhajit Bhattacharjee, Kuldeep Mamtani, Harshal Chaudhari +4

本論文は、中間温度水電解（ITWE：100〜400℃）がグリーン水素製造の最適解となる可能性を探る展望論文である。低温（アルカリ、PEM）と高温（SOEC）の間で効率と耐久性のバランスを取るITWEに焦点を当て、熱電気化学、工学的課題、技術商業上のトレードオフを批判的に分析し、大規模展開に向けた将来の研究方向を提案する。

Giovanni Maria Ferraris, Antonio Giovannetti, Santiago González Chagas +6

本論文は、ウルグアイにおけるグリーン水素生産プラントの社会的影響を、システムダイナミクスモデルを用いて分析する。公共財政、教育、労働能力、生産性、社会行動のフィードバックメカニズムを明示的に表現し、長期的な社会経済的軌道を探索する。結果は、プラスの社会的成果が自動的ではなく、ガバナンス能力や財政持続可能性に依存することを示す。

Mhamed Dernouni, A. Gadoum, M. Douak

アルジェリア・ワルグラの高日射地域を対象に、太陽光発電（PV）とPEM電解槽を用いたグリーン水素生成の技術的実現性を評価。1000m²のPVシステムを想定し、月別の水素生成量を試算した結果、年間約7,864kgの生成が可能であり、夏期にピークを迎えることが示された。このフレームワークは、同様の乾燥地帯における事前プロジェクト評価に再現可能である。

Pedro Henrique de Lima Gomes, I. Araújo, D. S. Serra +7

本論文はブラジル・セアラ州のグリーン水素ハブ計画を対象に、燃料電池発電のための技術ロードマップを提示する。43社の署名企業のうち燃料電池関連は27.9%にとどまり、研究・実装の初期段階であることを示す。2050年までの経済・環境・社会的便益を評価し、長期的なビジョンを形成する。

M. Variny, Martina Mócová, Dominika Polakovičová +1

本研究は、欧州の内陸製油所における4つの水素製造経路（電気分解、アンモニア分解、バイオメタン改質、メタン熱分解）を評価し、多基準意思決定分析(MCDA)を用いて経済性、環境性、技術性、実装性を比較した。結果、バイオメタン改質が最も低コスト、電気分解が最良の環境・技術性能を示した。感度分析では電力価格が重要因子と特定。RED III規制はアンモニアまたは電気分解を有利にする可能性があり、長期的戦略が必要と結論付けた。

Poulami Hota, D. K. Maiti

本稿は、グリーン水素製造の鍵となる金属フリー有機電極触媒の進歩を包括的にレビューする。グラフェン、g-C3N4、カーボンドット、グラフジイン、カーボンナノチューブなどの炭素系材料や、共有結合性有機フレームワーク、低分子有機電極触媒の開発状況、水分解のための活性向上戦略、今後の課題と展望をまとめている。

K. Srilakshmi, P. Balachandran, T. M. Krishna +3

本論文は、配電系統の電力品質問題に対処するため、水素燃料電池、太陽光発電、バッテリーを統合した5レベルカスケードHブリッジ変換器ベースのシャントアクティブパワーフィルタを提案する。改良レッドテールホークアルゴリズム（MRTHA）を新たに設計し、PIマルチレゾナントコントローラやPIDコントローラのゲイン最適化、フィルタの抵抗・インダクタンス値の最適化を行い、THD低減と力率改善を実現する。3つの試験シナリオで従来手法と比較し、IEEE基…

Aaquib Firdous, Chandra Prakash Barala, Parul Mathuria +2

本論文は、系統接続されたユーティリティ規模の水素システム（USHS）において、温度ダイナミクスがPEM電解槽の運用柔軟性に与える影響を多物理モデルで解析。温度変動が低負荷運転を制限し、起動回数や温度管理に影響することを示し、持続可能な水素生産のための運用最適化に貢献する。