論文・プレプリント

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。

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。

Prajapati G, Kumar S, Singh S

本研究は、原子力マイクロリアクターの蒸気を利用したバイオマス酸素-蒸気ガス化による低炭素水素製造の技術的実現性を、Aspen Plus平衡モデルで検証した。5MWeの原子炉が約11.25MWの熱を供給し、8トン/時のガス化炉を稼働。水素収率はバイオマス1kgあたり88-97g、合成ガス中の水素濃度は55-58vol%に達し、CO₂生成を低減し水素選択性を向上させた。

Bakhramov, Sh.K., Qosimov, M.U., Bakhramov, Sh.K.

本レビューは、太陽光発電によるアルカリ水電解（AEL）を用いた分散型グリーン水素製造の技術的実現可能性を、電解質、電極材料、電力調整の3点から評価する。ウズベキスタン条件で5kWの太陽光アレイから年間160-180kgの水素を生成可能とし、水素コストを5ドル/kg未満に低減する道筋を示す。低コスト材料とMPPTによる構成が資源制約地域に適する。

Jenei, Bettina, Al-Masri, Wael, Youssef, Souhail +3

この研究は、枯渇したガス貯留層を利用した水素地下貯蔵（UHS）の効率評価に必要な、タイト砂岩における水素-ブライン相対浸透率の実験的測定を実施した。水素の特性により、CO2やN2のアナログデータと異なる浸透率挙動を示し、既存データの直接適用は予測誤差を生むことを明らかにした。流体・浸透率固有のパラメータ設定の重要性を強調している。

Uju Emmanuel

水素圧縮機の信頼性と運用整合性を高める統合フレームワークを提案。状態監視、デジタルツイン、物理情報AI、予知保全、リスクベース保守を組み合わせ、リアルタイムデータで故障検知と余寿命推定を行う。水素インフラの拡大と低炭素化に貢献する。

Zhang Timing, Wang Yong, Zhao Weimin +3

X80パイプライン鋼の溶接熱影響部（HAZ）の各サブゾーンを模擬した試験片を用い、高圧水素含有石炭ガス環境での水素透過実験を実施。水素拡散係数などの透過パラメータを算出し、X80鋼と比較した。結果、HAZの水素拡散係数はX80鋼より低く、水素脆化感受性が高いことを示唆。水素輸送インフラの安全性評価に重要な知見を提供。

Yamawaki Michio, Yamamoto Takuya, Arita Yuji +3

ウラン合金の水素吸蔵・放出特性を調査し、水素エネルギーシステム向けの新規水素貯蔵材料を探索。劣化ウランの有効活用とコスト削減に寄与する可能性を示す。UNiAl金属間化合物などの特性を評価した。

Li Hui¹, Yao Xilong²

黄河流域の各省における再生可能エネルギー水素製造の水フットプリントをライフサイクル理論に基づき評価し、節水可能性を定量化。技術比較と地域差を分析し、水資源制約下での水素産業発展への示唆を提供。

Schumm, Leon, Achhammer, Anton, Meisinger, Alexander +1

再生可能エネルギー主体の電力系統におけるグリーン水素の国別ポテンシャルを評価するためのコードとデータを提供する。系統運用の制約を考慮し、各国の水素製造可能性を定量化することで、脱炭素社会に向けた水素戦略の基礎資料となる。

Adhikari, Sunil

ネパールの豊富な水力余剰を活用したグリーン水素の可能性をMCDAで評価。環境・資源面で高い可能性を示す一方、技術成熟度とコストが課題。GDP推計では2026-2050年に累計135億ドルの貢献が見込まれ、エネルギー自立と貿易赤字解消への変革的役割が示唆される。

Xu Gang, Zhao Shifei, Zhou Luyao, Dong Wei, Yang Yongping

本研究は、超超臨界石炭火力と水素・酸素複合サイクルを統合した新システムを提案し、EBSILONによる予備シミュレーションを実施。水素エネルギーの効率的利用と石炭との併用による燃料多様化を図る。初期蒸気予熱条件での性能が示され、本格的実装に向けた基礎データを提供する。

Sun Hong, Yu Dongxu, Song Wenshuai +1

本研究は、PEM燃料電池のカソードでの酸素還元反応に着目し、Pt電極触媒表面の酸素吸着と水素・酸素の酸化還元反応モデルを構築、分子動力学法で反応機構をシミュレーションした。さらに、温度が反応に及ぼす影響を解析し、触媒反応の理解を深めた。

Yang Xia, Li Ruying

暗発酵水素生成は有機廃棄物処理とクリーンエネルギー生産を両立する技術である。本レビューは種汚泥の前処理方法と発酵温度が水素生成に及ぼす影響を整理し、今後の研究課題を提示している。

HUANG Qiang, HUANG Pengru, XU Fen, SUN Lixian

(Fe+Co)共ドープMgH2水素貯蔵材料の熱力学的安定性と結合機構を第一原理計算で解析。共ドープにより単位胞体積が変化し、熱力学的安定性に影響することが示された。水素放出特性の改善に寄与する可能性がある。

CEN Wenlong, WEI Sheng, CHENG Riguang, XU Fen, SUN Lixian

LiAlH4の脱水素温度の高さと反応速度の遅さを改善するため、NiTiO3を機械的ボールミリングでドープする方法を提案。温度プログラム脱水素試験と等温脱水素試験により、NiTiO3ドープが脱水素性能に与える影響を調べ、改善効果を確認した。水素貯蔵材料の高効率化に寄与する。

Xiaofei Wen, Dandan Zhu, Anna Hnydiuk-Stefan +4

本論文は、海洋塩水噴霧環境下でのPEMFC（固体高分子形燃料電池）性能に対する塩化ナトリウム汚染の影響を実験的に評価した。膜電極内の塩分濃度分布を分析し、5段階の塩水濃度で拡散特性を調べた。結果は、燃料電池の劣化メカニズム解明に寄与し、船舶用水素燃料電池の実用化に向けた重要なデータを提供する。

Binwei Xia^1,2 Jiajun Peng^1,2

帯水層への水素貯蔵における回収率向上のため、天然砂岩中の水素毛管捕捉機構を調べた研究。貯留層条件で水素-水変位実験を行い、マイクロCTで分布を可視化。さらに、その画像に基づく細孔スケール数値シミュレーションにより、捕捉メカニズムを詳細に解析している。