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燃料柔軟な低炭素システムに向けたメタン予混合燃焼におけるH2およびオキシ水素富化の評価

Assessing H2 and oxyhydrogen enrichment in methane premixed combustion for fuel-flexible low-carbon systems (原題)

Manish Singh, Sudipto Mukhopadhyay

Sustainable Energy Technologies and Assessments📚 査読済 / ジャーナル2026-10-01#水素Origin: JP経営インパクト: コスト削減対象セクター: power
DOI: 10.1016/j.seta.2026.105469
原典: https://doi.org/10.1016/j.seta.2026.105469

🤖 gxceed AI 要約

日本語

メタン予混合火炎にH2およびHHO（水電解由来のオキシ水素）を25%・50%富化した際の燃焼特性を、GRI-Mech 3.0有限速度化学を用いた数値解析で比較した。両富化は層流燃焼速度を高め火炎を短縮し、50%HHOが最大の局所熱発生率を示した。共供給O2はO/OHラジカルを増やし、HHOは後火炎のH2・CO酸化を促進し残留COを低減する。NO生成はHHOでH2より高いがCH4基準は下回る。

English

Numerical study of 25% and 50% H2 and HHO (water-electrolysis oxyhydrogen) enrichment in laminar premixed methane Bunsen flames using GRI-Mech 3.0 finite-rate chemistry. Both strategies raise laminar burning velocity and shorten flames; 50% HHO gives the highest local heat-release rate. Co-supplied O2 boosts the O/OH pool, and HHO accelerates post-flame H2/CO oxidation, lowering residual CO. NO rates are higher for HHO than H2 but stay below the CH4 reference.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

水素・アンモニア混焼は日本のGX政策（水素基本戦略、GX推進法）の中核技術であり、発電・産業炉の燃料柔軟化に向けた基礎燃焼データとして、国内メーカーや電力の混焼実証を支える知見を提供する。

In the global GX context

Hydrogen co-firing is central to global hard-to-abate decarbonization (power, steel, cement). This flame-resolved comparison of H2 vs HHO enrichment adds combustion-chemistry evidence for fuel-flexible low-carbon systems, relevant to transition pathways where electrification is not feasible.

👥 読者別の含意

🔬研究者:HHOとH2富化の火炎構造・NO生成の差異を定量化し、混焼モデリングの基礎データを提供する。

🏢実務担当者:水素混焼バーナー設計や燃料柔軟化検討時の燃焼速度・CO/NO挙動の参考になる。

🏛政策担当者:水素混焼実証の技術的裏付けとして、混焼導入政策の妥当性判断に資する。

📄 Abstract（原文）

Hydrogen (H 2 ) enrichment is a practical route for decarbonizing methane-fired combustion systems. While H 2 enrichment is well studied, flame-resolved studies of hydroxy gas (HHO, a water electrolysis product) remain limited. This study numerically investigates 25% and 50% H 2 and HHO enrichment in laminar premixed methane Bunsen flames using finite-volume simulations with GRI-Mech 3.0 finite-rate chemistry. Simulations are performed at fixed adiabatic flame temperature and constant bulk inlet velocity. A supplementary 40% H 2 blend, with CH 4 and H 2 reactant mole fractions nearly matching those of 50% HHO, assesses the influence of co-supplied O 2 . Both enrichment strategies increase laminar burning velocity and shorten the flames, with 50% HHO producing the highest local peak heat-release rate. Co-supplied O 2 enhances the O/OH radical pool through H + O 2 ⇌ O + OH , whereas H 2 enrichment favors higher H levels. Relative to 40% H 2 , 50% HHO accelerates post-flame H 2 and CO oxidation and reduces residual CO. Complete-domain net NO reaction rates are higher for HHO than for corresponding H 2 cases but remain below the CH 4 reference. Overall, both blends support faster, more compact combustion, with HHO providing stronger local oxidation and heat-release intensity.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。