論文・プレプリント

Dheeraj Singh, Ankur Dwivedi, Tarun Verma

本レビューは、低灰分炭のガス化による水素製造技術を包括的に概説し、ガス化方式、合成ガス精製、水素純化、CCS統合の最新動向を整理する。石炭種、運転条件、触媒効率が水素収率と合成ガス組成に与える影響を比較し、高度なガス化と効率的な精製・CCSの統合が環境影響を抑えつつ水素製造を強化できると結論付ける。課題として炭素管理、プロセス最適化、触媒耐久性、コスト競争力を挙げ、今後の研究方向性を示す。

Ganesh I

本研究は、アルカリ水電解用の超低コストなPP布強化EPDMゴム-ZrO2複合多孔質膜を開発し、市販のZirfon膜と同等の性能を示した。HERおよびOERの過電圧はそれぞれ200mV未満、400mV未満で、100mA/cm2以上の電流密度を達成した。SEM/EDAX分析により、膜の多孔性と細孔構造が性能に影響することが示された。

Pedrero Alegria, Juan, Arrizabalaga, Eneko, DIARCE BELLOSO, GONZALO +2

本データは、産業脱炭素化に向けた水素供給ネットワークの費用対効果の高い設計を支援する地理参照メタヒューリスティックモデルを提供する。スペインの産業クラスターを対象に、水素需要と供給源の地理的分布を考慮し、パイプラインや輸送手段の最適な組み合わせを探索する。このモデルは、水素インフラ投資の意思決定を定量的に支援し、地域の脱炭素戦略に貢献する。

Sami Hussun

鉄鋼・化学・精製などの脱炭素が困難な産業向けに、ブルー水素とグリーン水素の技術経済性・環境影響・コスト予測を比較。グリーン水素は2030年に2.00-3.50ドル/kgへ低下し長期的に優位、ブルー水素は短期的に1.50-2.50ドル/kgと安価だが、メタン漏洩により気候便益が損なわれる。グリーン水素優位シナリオはブルー比で1155億ドルの節約となる。

Xiaoxuan Chen, Kang Li, Zewen Jiang +3

本研究は、AlドープSrTiO3とC3N5ナノシートからなるSスキームヘテロ接合を構築し、太陽光下での水素生成効率を大幅に向上させた。KPFMを用いて電荷移動の空間分布を可視化し、Sスキーム機構を実証した。

(著者不明)

本論文は、炭素会計ルールが水素生産の経済的インセンティブに与える影響を分析する。ルールの設計次第で、低炭素水素の競争力や投資判断が変わりうることを示唆する。政策立案や企業戦略に重要な示唆を与える。

Cheng C.

本論文は、2030年までにノルウェーの水素が持つ競争優位性を、社会・環境的側面から分析する。水素の生産・輸送・利用に伴う社会的受容性や環境影響を考慮し、国際市場での競争力評価を行う。ノルウェーの豊富な再生可能エネルギーを活用したグリーン水素の可能性と課題を提示する。

Zhang A.

本論文は、溶融塩を媒介としたバイオマスガス化プロセスを提案し、高収率の水素製造とその場での炭素回収を実現する。実験、シミュレーション、人工ニューラルネットワーク（ANN）予測を組み合わせてプロセスを評価し、水素製造と炭素回収の同時達成可能性を示す。

Díaz V.

本論文は、ウルグアイにおけるグリーン水素とブルー水素の経路を比較評価し、技術的・経済的・政策的な考慮事項を分析する。エネルギー転換における水素の役割と、各国の事情に応じた選択肢の実現可能性を検討する。

Luo Y.

本論文は中国30省のデータを用いて、グリーンファイナンスが水素エネルギー産業の発展に与える影響を実証分析する。グリーンファイナンスが水素産業の成長を促進するメカニズムを明らかにし、政策提言を行う。

B. Kelly, K. E. Vahyalajah, N. Petrus +1

天然ガスパイプラインへの水素混入（0〜30%）をDWSIMとPythonでシミュレーションし、密度、圧力損失、発熱量、漏洩傾向への影響を評価。20%までの混入は既存インフラで対応可能だが、30%では漏洩リスクが16.7%増加し、設備改修が必要と結論。

Swartz J, Wang W, Liu Q

グリーン水素のコスト低下を背景に、水素を電子供与体として用いた無細胞酵素系による補酵素再生技術を実証。NADPH再生を駆動し、ピルビン酸から乳酸への完全変換を達成した。水素分圧に依存した反応速度の向上と、熱力学的なラグフェーズの存在を解明。再生可能水素を利用した副生成物フリーの還元的バイオ変換プラットフォームを提案する。

Jian Wang, Youlin Liu, Zongchang Zhang +3

本研究では、ナノキャスティング法と低温酸化処理により、CeO2をハイブリッドした中空メソポーラスカーボン球（OHCS）にPdAuナノ粒子を担持した触媒（PdAu-CeO2/OHCS）を開発した。この触媒は、添加剤なしでギ酸脱水素反応（FAD）に対し高い触媒活性を示し、298KでTOF 4104 h-1、323Kで15988 h-1を達成した。低温酸化による親水性向上と酸素含有官能基の増加がPdAuナノ粒子の微細化・均一分散に寄与し、Ce…

Ning Yang, Yuheng Chuai, Hongqiang Tang +6

本論文は、太陽光発電と電気分解、メタン水蒸気改質を組み合わせたハイブリッド水素製造システムの最適化を検討。分光技術により太陽光を効率的に利用し、低炭素水素の生産コストと効率を改善する可能性を示す。

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。