論文・プレプリント

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。

Xunyi Wang

石油・ガス業界の低炭素移行における水素エネルギーの応用可能性を、文献レビューと中国の長慶・勝利・タリム油田の事例から体系的に評価。産出水電解、風光ハイブリッド水素製造、枯渇層貯留、パイプライン混入などの技術経路を検討し、経済性は第15次五カ年計画期間中の損益分岐点達成を見込む。実証は技術的実現性を示すが、コスト・安全・標準化の課題が残る。

Hou Xinglong, Sun Haijun, Wu Xingxing, Yang Shucheng, Luo Kun, Yao Yu, Ren Guanlong

本論文は、水素燃料を用いたトラップ渦燃焼器の燃焼・排出特性を数値シミュレーションで解析し、ジェット火炎安定化法が主流とキャビティ間の熱・物質交換を改善し、火炎安定性と低排出を両立できることを示した。水素燃焼の実用化に向けた設計指針を提供する。

Wang Z, Jia C, Ren R +8

本論文は、プロトンセラミック電解セル（PCEC）の酸素電極におけるプロトン輸送を大幅に改善するリン酸塩材料（Sr3(PO4)2）を導入し、600°Cでの電解電流密度を最大148%向上させた。計算と実験により、リン酸塩経路がペロブスカイト母格子から独立して高速プロトン輸送を実現することを示した。この戦略はPCECの性能向上に普遍性があり、グリーン水素製造の効率化に貢献する。

Mohamed Shamseldein

ギガワット級の水素電解施設は電力系統に新たな電力変換器主体の負荷をもたらす。本論文は、高調波注入、低短絡容量環境での電圧安定性、周波数応答を包括的に評価し、標準負荷モデル（PERC1）が不十分であることを示す。プロセス安全ラッチと再起動電圧しきい値の修正を推奨し、標準化された接続要件を提案する。

YOLADI, Mehmet

太陽光発電と系統連系を備えたグリーン水素給油ハブの規模設計と運用計画を行うデジタルツインをMATLABとPythonで実装。駐車場データと炭素強度を考慮した線形計画で電解槽を最適運用する。

Maldonado Castro, Diana, Schönfeldt, Patrik

本論文は、2050年の飛行スケジュールに基づき、中規模空港のエネルギーシステムを多目的最適化し、水素・電動航空機の需要に対応する設計を提案する。部分的なオンサイト水素生産はLH2価格が9.5ユーロ/kg未満で経済的であり、15.5ユーロ/kg超では購入電力による生産が有利となる。インフラ投資が輸入エネルギーコストを削減し、空港の新たなエネルギー戦略を可能にすることを示す。