論文・プレプリント

Faten Kassabi, Slah Farhani, Faouzi Bacha

本論文は、グリーン水素生産を目的とした潮力タービンシステムのモデリングと制御手法を提案する。エネルギー抽出と電気分解への変換効率の最適化に焦点を当てている。

J. Tarra, S. Gowthami, R. Swetha +6

本研究は2,535地点のデータを用いて、都市レベルでのグリーン水素生産量の主要決定要因を解析。再生可能エネルギー補完性指数（RCI）とエネルギー-水素変換効率指数（EHCI）という2つの物理誘導指標を導入し、線形回帰モデルが高い精度（R²=0.9989）で予測可能であることを示した。SHAP分析によりEHCIが最も重要な予測因子であり、設備容量拡大よりも効率改善が効果的なレバーであることを明らかにした。

L. Santana, F. Pessoa, Ana Barbosa-Póvoa

本研究は、グリーン水素サプライチェーン（GHSC）の設計において、経済的側面と社会的持続可能性を同時に考慮する数理計画モデルを提案する。太陽光発電、風力発電、PPAをエネルギー源とし、パイプラインとトラック輸送を比較。ブラジル・バイーア州の事例分析から、経済性と社会指標のトレードオフを明らかにし、政策立案者や企業にバランスの取れた戦略を提供する。

Niklas Groll, Gürkan Sin

本研究では，変動するグリーン水素供給に直接結合する負荷フレキシブルなハーバー・ボッシュ（HB）プロセスの設計手法を提案する。高負荷（100%）と低負荷（10%）の2,000設計をスクリーニングした結果，両負荷で動作可能なのは1,100設計のみであり，多変数相互作用の考慮が必要であることを示した。経済分析では，柔軟運転によりアンモニアの均等化コスト（LCOA）を約5.8%削減し，主に高電力価格時に水素生産を抑制することで達成される。HB設…

Matthias Maier, Sungho Shin, Simon Roussanaly +1

本研究は、バイオマスガス化とCCSを組み合わせたネガティブエミッション水素サプライチェーンのコスト最適化モデルを提案する。ノルウェーからドイツへの水素輸出とCO2隔離を対象に、輸送モードやインフラ配置を検討した結果、圧縮水素より木材チップ・CO2の海上輸送が低コストで、CO2回収率30%超で正味排出量がマイナスとなることを示した。

SeyedJalal SeyedShenava, Peyman Zare, Amir Mohammadian

本論文は、電動スクーターフリートを可搬型貯蔵として活用するカーボンニュートラル水素エネルギーコンソーシアムの最適化に、スタッケルベルクゲームを用いたデジタル意思決定インテリジェンスを提案する。ゲーム理論により参加者間の戦略的相互作用をモデル化し、水素の持続可能な利用と炭素削減を目指す。

Gaetano Iaquaniello, Gabriele Centi

本論文は、低炭素水素製造技術を比較するための水素エネルギー効率指標を提案し、炭素ネガティブ技術の可能性を評価する。様々な水素製造経路のエネルギー効率を定量化し、二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）との統合による炭素ネガティブ性を分析する。

Julián Atilio Puszkiel

水素を固体のハイドライドとして貯蔵する技術は、高効率・コンパクトで安全な水素貯蔵を実現し、CO2転換とも組み合わせられる。本総説では、ハイドライド系材料の設計と再生可能エネルギーシステムの開発について概説し、水素社会実現への可能性を示す。

Bernabeu Santisteban, Andrés, Dadjo Tavakoli, Saman, del Pozo Gonzalez, Hector +3

本論文は、周波数支援モード（FSM）および仮想同期メカニズム（VSM）運転下での水素電解装置（HE）の動的挙動を分析するハイブリッドモデリング手法を開発した。17.5MWのSiemens Silyzer 300をベースにしたケーススタディでは、セル効率が76.32%～99.71%であること、およびFSM/VSM起動により水素出力の変動や熱ストレスが生じることが示された。提案手法は、大規模水素生産と系統安定性の最適化に寄与する。

Hossam AbdelMeguid

本研究は、24時間安定供給可能なグリーン水素（Firm Green Hydrogen）の3つのアーキテクチャ（熱ルート、電気ルート、ハイブリッド）を技術経済的・熱力学的・環境的に比較するモデルを提示する。空間的に詳細な分析により、各地域での最適な選択をマッピングする。

Huang Z, Yu M, Xie Y +1

本論文は、インジウムドープNiCo層状複水酸化物（In-NiCo LDH）を電着法で合成し、水電解による水素製造における高い二機能触媒活性を示した。最適組成In1.0-NiCo LDHは、OERで215 mV、HERで180 mVの低過電圧（100 mA cm⁻²）を達成し、100時間の長期安定性を実証した。構造解析によりIn³⁺の格子間ドーピングが活性サイトを創出する機構を解明した。

Mohamed Al-Mandhari, Lisa Morton, Shanza Neda Hussain +3

本研究は、英国の貯水池に浮体太陽光発電（FPV）とグリーン水素製造を統合し、電力・暖房・運輸部門の脱炭素化を評価。PVsystとHOMER Proを用いたシミュレーションにより、最大で年間約61GWh（Killington）と20GWh（Drift）の発電、さらに最大約869,149kg/年（Killington）の水素製造が可能であることを示した。水素は発電、熱供給、輸送用燃料として活用でき、貯水池の蒸発抑制効果も示唆された。

B. Lawan, L. Umdagas, A. Abubakar +1

本論文は、アルカリ環境下での水素発生反応(HER)と酸素発生反応(OER)の両方に活性を示す非貴金属二機能触媒の設計について報告している。貴金属を使用しないためコスト削減が期待でき、グリーン水素製造の効率化に寄与する可能性がある。

Jia Cheng, Yanhui Tang, Yang Xiang +6

本研究では、PdAu2/Ni1-xO触媒を用いたエチレングリコール酸化反応（EGOR）により、工業電流密度で安定動作する電解システムを開発した。実験と計算により、Ni1-xOがOH種を供給し、AuとPdがO-HおよびC-H開裂のエネルギー障壁を低下させる相乗メカニズムを解明。kWレベルのスケールアップにも成功し、エネルギー効率の高い電解製造パラダイムを提供する。

Yan Dong, Zhiping Deng, Chucheng Luo +5

工業用電流密度で安定動作する水分解電極触媒として、MoC-Ni4Mo-Ni2Pヘテロ構造を提案。高い導電性と反応速度、低過電圧を実現し、1000 mA cm-2で100時間安定動作。アルカリ海水や高温条件でも性能を発揮。

Sontakke S, Yadav S, Kere I +2

本研究は、水素-天然ガス混合用の同軸旋回型静的混合器を提案する。9個の環状空洞と120°のねじれ形状により、5%～30%の水素混合比で混合均一性95%を達成。圧力損失は動作圧の0.04%未満と産業目標を満たす。既存インフラへの水素導入を促進する成果。

Blom, Sander, Octaviano, Ryvo, van Zoelen, Rob

本レポートは、オランダの地域水素ネットワークのバランシング（需給調整）について、短期的なプロジェクト単位から長期的な全国システム結合への移行に伴う課題と解決策を分析。ポートフォリオバランシングや柔軟性オプション、DSOの役割、規制の必要性を論じ、段階的な標準化を提言する。

Alessandro Franco, Wilfried Marius Simo Toukam

セメント製造のエネルギー・排出バランスをベンチマークから定量化し、省エネ、代替燃料、クリンカ代替、電化、水素利用、CCSなどの脱炭素化経路を評価。特に水素は燃焼由来排出を50-250 kg CO₂/t削減可能であり、CCSはプロセス排出に対応するために不可欠と結論。

Matteo Lea Casagrande, Andrea Isella, Davide Manca

本論文は、再生可能エネルギーの不確実性下でのグリーン水素生産システム向けに、実時間動的最適化アプローチを提案する。不完全な気象予測を利用し、水素目標生産量を動的に調整することで、年間目標を達成しつつ電力輸入を最小化し、機器負荷を制限する。CAISOデータに基づく1年間のシミュレーションにより、水素製造コスト3.31USD/kgH2、CO2排出90%超削減（1kgCO2/kgH2未満）を実証した。既存設備への小規模改修で導入可能。

Abhinav Nouduri, Shailesh Pathak, Arjun Thapa +4

本論文は、プラズマ励起を用いた低融点金属合金（Ga, Ga-Sn, Ga-Ni）によるメタン熱分解法を提案。純メタンまたはアセチレンを用いた実験により、水素とグラファイト系炭素を完全熱分解する経路を示した。生成炭素は結晶性で金属汚染がなく、リチウムイオン電池負極材料として600 mAh/gの容量を示した。