論文・プレプリント

Amal Asaad, Sami Karaki

本論文は、太陽光発電、逆浸透淡水化、PEM電解、バッテリー貯蔵を統合したグリーン水素生産の最適化フレームワークを提案。2段階の順序最適化法を用いて、水素の均等化コストを最小化するサブシステム規模を特定。チュニスでの地元利用コストは$2.945/kg、ジェノバ向け$3.902/kg、ハンブルク向け$6.382/kgと試算。アフリカの再生可能エネルギー潜在力と欧州への近接性を活用。

Z. Utlu, B. S. Önal

本研究は、1MWの正味電力を基準に、天然ガス燃焼、グレー水素燃焼・燃料電池、グリーン水素燃焼・燃料電池の各経路をエネルギー・エクセルギー分析で比較した。燃料電池は燃焼より効率が高く、グリーン水素はCO2排出がほぼゼロだが、グレー水素は上流排出が大きい。水素利用だけでは脱炭素にならず、製造方法と変換技術の両方が重要と結論。

Rajani Venkata Krishna, K.Pandu Kumar, Nawwaf Ali Khan +4

本論文は、再生可能エネルギー由来のグリーン水素の生産、貯蔵、燃料電池システム、再生可能エネルギーとの統合に関する包括的なレビューを提供する。スマートグリッド、輸送、産業、マイクログリッドにおける水素の役割と、AI・IoT・デジタルツインによる水素エネルギー管理の進展を考察し、大規模商業化の課題と将来の研究方向を提示する。

Junyin Wang, Sha Wang, Ziru Wang +6

本論文は、化学ループ技術を用いた低炭素水素製造に焦点を当て、酸素キャリア材料、反応器設計、使用燃料の観点から技術の現状と課題を概説する。CO2分離を容易にする化学ループ改質は、既存の水素製造プロセスの脱炭素化に有望であり、産業規模での実装に向けた技術的知見を提供する。

Jha N.K.

本研究は、水素地下貯留の実現に重要な炭酸塩岩およびドロマイト岩中の水素-塩水系の毛管圧を、応力と間隙水圧の条件下で測定したものである。得られたデータは、水素の地下貯留層の選定や貯留能力評価に貢献する。

Uğur Korkut Pata, Mustafa Naimoglu, Selin Karlilar Pata

本研究は、カナダの2004Q1〜2024Q4のデータを用いて、水素関連R&D支出とCO2排出の長期関係をFourier ADL共積手法で分析。水素製造・貯蔵R&Dは排出削減と有意に関連し、長期的弾力性はそれぞれ-0.007〜-0.009、-0.010〜-0.013。GDPと運輸サービスは排出増と関連し、貿易開放度は有意でない。持続的な水素イノベーションが脱炭素経路を支援することを示唆。

Andrew J. Moffat, Ahmed Abdulla

本研究は、ゼロエミッション大型トラックと電力系統の相互依存を考慮した部門連成発電拡張計画モデルを開発し、2050年ネットゼロ達成における水素燃料電池トラックとバッテリー電気トラックのコスト最適性を比較した。その結果、バッテリートラックが最大47%のコスト削減で最適であり、水素価格が1ドル/kg未満にならない限り水素は競争力を持たないことを示した。また、ディーゼル価格の20〜50セント/L上昇が両技術の普及に有効であると示した。

Ramos-Estrada M, Aguilera-Torres C, Bejar-Vega A +2

本研究は、反応性分子動力学（ReaxFF）を用いて硫化水素（H2S）の熱分解機構を解明し、水素と硫黄の回収可能性を評価した。カットオフ半径の重要性を示し、40Åで収束することを明らかにした。素反応ネットワークを特定し、水素生成は主に水素引き抜き反応によることを示した。温度上昇に伴うエネルギーコストの増加を定量化し、3500Kでは完全解離限界と一致することを確認した。

Elgamal G, El-Shabasy A, Abdelkhalek M +2

乾燥地域での水不足を解決するため、大気中の水分を利用した2つの水電解システム（直接空気電解と除湿機併用アルカリ電解）を設計・比較。カイロの低湿度条件で、直接空気電解はLCOH 4.7ドル/kg（フルコストで5.8ドル/kg）を達成し、除湿機方式より約15%低コスト。制御フレームワークとプロトタイプも提示。

Guha A, Prajapati AK, Anand S +5

本研究は、低コストで効率的な水分解電極材料として、新規の混合酸化物-硫酸塩化合物(Na2Cu3(SO4)3O)を開発した。この材料は、水素発生反応(HER)において145 mVの過電圧を示し、Pt/Cに匹敵する性能を持つ。また、スーパーキャパシタとしても高い比容量(692 F/g)を示し、エネルギー貯蔵と水素生成の両方に応用可能である。

Mohamed Abuella, Adib Allahham, Sara Louise Walker

本論文は、英国のネットゼロ目標達成に向けて、水素の統合経路を探索するための政策ナビゲーションフレームワークを提案する。政策選択と技術展開の相互作用を分析し、水素の役割を明確化する。英国のエネルギーシステムにおける水素の位置づけと政策含意を提示する。

Haris Ishaq

本論文は、石灰石仮焼プロセスを再生可能水素で駆動することで、セメント製造やDAC（直接空気回収）におけるCO2排出を削減する可能性をプロセスレベルで評価する。水素燃焼の熱供給とCO2分離の統合効果を分析し、脱炭素化の実現可能性とエネルギー効率を検討する。

Amid A.

枯渇した天然ガス貯留層を利用した水素の季節貯蔵に関する研究。水素の大規模貯蔵は再生可能エネルギーの変動を補完し、エネルギー転換に貢献する可能性がある。技術的実現性と経済性の評価が焦点。

Moreno-Benito M.

本論文は、持続可能な水素経済の実現に向けて、水素インフラの開発を最適化するフレームワークを提案する。供給・輸送・貯蔵などのインフラ配置を最適化し、コストと環境負荷を考慮した計画を支援する。水素サプライチェーン構築の意思決定に有用な定量的手法を提供する。

Jalil M.F.

本論文は、グリーン水素経済における技術起業の機会を体系的に捉える枠組みを提案し、ジェンダー視点を統合することで、グリーンテック分野の起業支援における包摂性の向上を目指す。具体的な実証データは不明だが、水素関連ビジネスの創出条件を整理している。

Sera Ayten Çetinkaya, S. Korkmaz, Nuno Bimbo +1

本論文は、海事分野における液体水素（LH2）貯蔵タンク設計の現状をレビューし、危険性、タンク形状、断熱方法、材料要件を検討する。LNGとの比較、IMO暫定ガイドラインなどの規制枠組み、Suiso Frontier等の実証プロジェクトを紹介し、極低温・海洋条件下での断熱と材料適合性の課題を整理する。安全で効率的なLH2統合に向けた今後の研究課題を提示する。

G.S. Clark, Mohammad Adib, C H Li +5

本研究は、衝撃波管を用いたメタン熱分解実験により、水素とカーボンブラックの生成過程を詳細に計測し、モデル化した。水素製造の脱炭素経路として注目されるメタン熱分解の反応機構解明に貢献する。

Cary Kincaid Corcoran, Julia Hansson, Linda Wårell +5

北欧の港湾を水素ハブとして発展させるための促進要因と障壁を、スウェーデンとアイスランドの5つのケーススタディと64件のインタビューに基づき比較分析。市場機会や環境コミットメントが共通の促進要因である一方、高コストや政策不足、電力網の制約が障壁として浮上。政策支援とインフラ投資の必要性を提言。

Jang A, Nguyen DA, Thi KAN +2

ヒト尿から高純度アンモニウムを回収しつつ、水素を同時生産する膜フリープラットフォームを開発。固定化ウレアーゼビーズとKCoHCF電極により、尿素の98%以上を加水分解し、アンモニウムを99.9%の選択性で回収。有機物の82%を除去し、正味エネルギー利得（-0.47 kWh/kg-N）を達成。物理情報に基づく劣化モデルでシステム寿命を高精度に予測し、自律運用を可能にする。

Marchbank S.

本論文は、地下水素貯蔵（UHS）における水素と緩衝ガスの混合・分散挙動をフィールドスケールで解析し、重力分離との関連性を検討した研究である。水素の純度維持や回収効率向上に資する知見を提供し、大規模水素貯蔵の実用化に向けた技術的課題に取り組む。