論文・プレプリント

Chen G, Zhang J, Hou M +5

水素は脱炭素の鍵となるエネルギーキャリアだが、低い着火エネルギーと広い爆発濃度域から高感度センシングが不可欠である。本研究はMXeneをベースにマイクロ波プラズマCVDで表面酸化を制御し、TiO2–SnO2 n–nヘテロ接合と酸素空孔を形成した三元複合材料を合成した。最適試料は室温で1000ppm水素に32.36%応答、1ppmの検出限界、良好な選択性・耐湿性・17日間の安定性を示した。

Ana Karen Silveira, Pereira Caracas, Cláudio Henrique, Araújo Furtado, Esaú, Aguiar Carvalho +12

メタノール・エタノール・グリーン水素の主要生産ルートを原料・変換プロセス・効率・持続可能性の観点で比較した文献レビュー。メタノールは再生可能水素と回収CO2による代替ルート、エタノールはサトウキビやトウモロコシの生化学変換、水素は再エネ電力による水電解が主流と整理。各ルートの持続可能性は原料由来・エネルギー・水消費・排出量に依存し、相互補完的にエネルギー転換へ寄与しうると結論づける。

Ana Verucia Leitão da, Silva Vasconcelos, Cláudio Henrique, Araújo Furtado, Esaú, Aguiar Carvalho +9

ブラジルのグリーン水素サプライチェーンを、持続可能性・地域計画・循環経済の観点から文献レビューで分析した研究。水素拡大には再生可能エネルギー、インフラ・物流、地域計画、資源再利用戦略の連携が必要と指摘。これらの統合がエネルギーシステムの多様化とブラジルのエネルギー転換に寄与しうると結論づける。

E AF, Irfan OM, Omar HM

サウジアラビアを対象に、GIS–AHPによる太陽光グリーン水素の立地評価を連続価値関数・SMAA・LCOHモデル・多目的最適化で拡張した研究。水セキュリティと生態系保護を主要な持続可能性基準とし、紅海沿岸のYanbuとNEOM–Oxagonが一貫して上位に位置づけられる。水素コストは太陽資源と電解装置コスト、適地性は水アクセスと環境保護に主に規定され、両指標は相補的である。最適化によるハブのポートフォリオは同水準の適地性でランクベース配…

Impagnatiello, Matteo, Faingold, Galia, Noiray, Nicolas

水素専焼ガスタービンにおける逐次燃焼(CPSC)の燃焼形態と熱音響不安定性の連成を、1〜4barの実験で解明した。約2bar以上では周期自着火域が消え、伝播から自着火への遷移が急峻化することをゼロ次元反応解析で説明。さらに先端形状電極のナノ秒パルス放電により、熱音響振動(334Hz)を熱出力のわずか0.01%の投入電力でオンデマンド抑制できることを実証した。

Otero Meza DD, Vidal Barrero F, Cabello Eras JJ +2

コロンビアの2024年稼働埋立地248地点を対象に、IPCC/EPA一次減衰モデルでCH4排出を推定し、改質・電解による水素生産ポテンシャルを地点別に評価した初の国家規模研究。改質で最大76kt-H2/年、電解で最大23kt-H2/年と推計され、90%が30地点に集中。CH4スリップが炭素強度を左右し、CO2回収で改質は負の炭素強度となり得る。

Hanbazazah A

サウジアラビアから欧州・東アジアへのグリーンアンモニア輸出を、需要・価格・スエズ航路の不確実性下で最適設計する二段階確率混合整数計画モデル。リスク中立解ではNEOMのみ開発し年1.80Mt能力・期待利益1.6億ドルとなる一方、期待値ベース設計は年1.4億ドルの損失を生み、確率的解の価値は年3.01億ドル。強いリスク回避投資家は価格支持なしでは投資せず、750ドル/tの価格下限が全リスク水準で投資を維持する。

Brunik, Kaitlin, Grant, Elenya, Thomas, Jared J +19

H2Integrateは、電力・水素・アンモニア・鉄鋼などを生産するハイブリッドエネルギーシステムのモデリングと設計を行うオープンソースのPythonパッケージである。複数の製品・技術を統合的に最適化できる点が特徴で、脱炭素型エネルギーシステムの設計・評価に資する。

Anudip Das Srijon, Athiey Sarker, MD. Mehedi Hasan +2

海水電解によるグリーン水素の製造から貯蔵・輸送までの統合サプライチェーンを包括的に分析したレビュー。再生可能エネルギー活用によるコスト低減、液体水素やアンモニア化による安全な貯蔵、パイプライン・船舶輸送の課題と解決策を整理。ブライン管理や腐食、高額なインフラ投資が残る課題として指摘される。

Leite Lobo, Fernanda

水制約地域でグリーン水素ハブを整備する際、水源確保と水供給インフラを統合的に設計する枠組みを提示する研究。水素製造に不可欠な水資源制約を、エネルギー転換計画に組み込む視点を提供する。抄録がなく詳細な手法・結論は不明。

Kanakasabai, P, Saikat, B, Rajasekaran, R +2

廃アルミホイルを原料に、水酸化ナトリウム（NaOH）と水酸化カリウム（KOH）を触媒として水素を生成する手法を検討した研究。アルミ2gで最大1700mlの水素を900秒で生成し、生成速度はアルミ質量・アルカリ種・濃度に依存した。生成した水素を直接PEM燃料電池に供給し、発電性能も評価している。廃棄物由来の水素供給と燃料電池応用の可能性を示す。

Liang¹ D, Song¹ J, Ke¹ S +6

高再エネ比率下で、一定効率モデルでは電解装置の熱慣性・温度変化・起動停止を無視し過度に理想化される問題に対し、PEM電解装置の動特性を考慮した電力-水素連系システムの協調最適スケジューリング法を提案。IEEE30母線系統とベルギー20ノード水素網で検証し、変換効率が温度と入力電力の影響で動的に変動することを示した。一定効率モデルと比べ、新エネ吸収率をわずかに犠牲にしつつ設備寿命と経済性を両立。電解装置容量には便益飽和域があり、合理的な構…

Ortega, Gerson Rivera, Bermudez, Lorena Suarez, Camargo, Luis Ramirez +2

コロンビア・ラグアヒラを対象に、余剰風力電力活用型と専用風力発電によるグリーン水素生産を20年分の気象データで技術経済比較した。余剰電力をゼロコストと仮定するとLCOHは€1.5〜2.2/kgと魅力的だが、LCOEで評価すると€3.6〜3.9/kgに上昇し便益は負に転じる。専用風力（314MW）はLCOH €2.6/kgでより競争力があり、余剰電力型は現実的仮定下では政策支援が必要と結論づける。

Hunt, Julian David, Prabhudharwadkar, Deoras M., Freitas, Marcos Aurélio Vasconcelos de +2

ブルー水素の輸出・輸入チェーンにおいて、液化水素の冷熱を利用して空気分離と酸素固化を行う新方式（SOHL）を提案。輸入側で固化した酸素を輸出側に戻し、液化器の予冷と次カーゴ製造のオートサーマル改質に活用する。エンタルピー収支、空気分離、改質・CCS、コスト比較、モンテカルロ分析を含むPythonモデルとデータを公開し、従来型液化水素チェーンやアンモニアとの比較を再現可能にした。

Rizwan SM, Walke S, Al Rashdi SSA

PEM水電解装置の信頼性モデルを10状態から20状態へ拡張し、4種の劣化機構ごとの部分出力状態、スペア待ち（物流遅延）状態、予防保全分岐、破局的故障分岐を競合リスクとして組み込んだ。定常アベイラビリティ0.8804（95%CI: 0.778–0.983）、MTSF約5270時間、収益率383.28ドル/時を導出。予防保全や衝撃故障を無視したモデルはアベイラビリティを過大評価し、水素供給計画とプラント経済性に影響することを示す。

Weber, Andreas, Horst, Juri

本論文は、赤色・緑色水素およびその合成燃料の国際貿易をシミュレートする部分均衡モデルを提示する。一般均衡モデルとは異なり、グローバル企業間の利益最大化競争を前提とし、貿易関係の頑健性やファーストムーバーの市場ポジションを分析する。GECO2022とTYNDP2022のシナリオを用い、電解槽・再エネ・輸送費・関税・国別金利を考慮して輸入国の支払意思額を評価する。

Kaniyamparambil, Sreejoe, Schmidt, Marvin, Kunert, Felix +5

可逆固体酸化物セル（rSOC）は発電と電解を切り替えられる高効率・燃料柔軟なデバイスで、変動する再生可能エネルギーの統合に有望である。本研究はModelicaで実装した動的1次元rSOCスタックモデルを提示し、電気化学・ガス輸送・伝熱・燃料変換を連成してセル毎の温度・燃料利用率・電圧を予測する。燃料利用率0.70〜0.95のシミュレーションで熱的ホットゾーンの移動や燃料枯渇域、局所電圧勾配の増幅を明らかにし、安全かつ効率的な運転包絡線の…

Mai, Andreas, Blennow, Peter, Heiredal-Clausen, Thomas +9

Topsoeが固体酸化物電解（SOE）技術を用いたPower-to-X（PtX）プラントの最新動向を報告。500MW/年のSOE製造施設を建設・試運転中で、12スタックCore（700kW入力、230Nm³H2/h）を8基組み合わせたSectionをPtXプラントの構成単位とする。16,000時間超の長期スタック試験やCO2共電解によるeSAF製造の可能性も示す一方、市場不確実性により商業化戦略を見直している。

Leah, Robert, Bone, Adam, Choolaei, Mehdi +6

Ceresの金属支持型固体酸化物電池（SOC）技術Endura™の商用化動向を報告。データセンター需要増と電化により分散型高効率発電の需要が急増し、韓国Doosan、台湾Delta、中国Weichai、日本DENSOなどとの製造ライセンスを通じて量産体制が進む。グリーン水素は立ち上がりが後ろ倒しになるも、Shellインドでの1MWe電解モジュール実証やThermaxとの加圧SAM開発が進行中。

Wuillemin, Zacharie, Waeber, Florian, Diethelm, Stefan +7

SolydEraは、高自動化プラントで製造するG8スタックを基盤に、産業向けの大型SOFCスタックおよび可逆システムを開発・検証してきた。中核となるrEMX-NG HotModuleは5基のG8Xスタックを統合し、燃料電池モードで最大10kW、水蒸気電解モードで最大30kWを発揮する。水素・天然ガス等多燃料に対応し、共電解による合成ガス生成も可能で、間欠電源や系統サービス、電力貯蔵の課題に対応する。