論文・プレプリント

Sen Chen, Xinran Yu

本論文は、地下岩塩空洞水素貯蔵の完全性に関する主要課題をレビュー。地球化学反応、微生物活動、地盤力学などの影響を分析し、リスク軽減策を提案。大規模水素貯蔵の実現に向けた体系的知見を提供する。

Melita Srpak, Darko Pavlović, P. Brlek +1

本論文は、水素経済への移行における環境課題と戦略的ステップを検討。グリーン水素が温室効果ガス削減に最大の可能性を持ち、グレー・ブルー水素は過渡的オプションと位置づけられる。世界各国の政策比較と国際協力の重要性を指摘し、水素パラダイムの構築が脱炭素化の鍵であると結論付ける。

Simone Girelli, Marco Ficili, Darío Alfani +6

本研究は、イタリア・シチリア島における2MW級の小型マルチタワー集光型太陽熱発電（CSP）と固体酸化物電解槽（SOEC）を統合したグリーン水素製造プラントの性能評価を行った。数値モデルによる解析の結果、年間太陽光-to-水素効率16.6%を達成し、従来のPV+PEMシステムを上回る可能性を示した。

Oroos Arshi, Surajit Mondal, Yogesh Chandra Gupta +1

本レビュー論文は、水素経済の現状を生産、利用、化石燃料産業への影響の観点から包括的に整理する。水素製造技術、貯蔵・輸送、最終用途（産業、運輸、発電）を概観し、水素が化石燃料の代替としうる可能性と課題を議論する。

Apoorv Lal, M. Tavoni, Nathan Preuss +1

風力・太陽光発電の拡大とグリーン水素・カーボンオフセットを組み合わせることで、EUの天然ガス依存を大幅に削減しつつ、気候目標とエネルギー安全保障を同時に達成できることを示す。2050年までのシナリオ分析に基づき、風力と太陽光で天然ガス消費を最大61.3%削減可能と試算。

Nayrana Daborer-Prado, L. Gaisberger

本研究は、再生可能エネルギーと統合したPEM電解槽システムの動的モデルを開発し、実験データにより検証した。モデルは陽極、陰極、膜、電圧の4つのサブモデルで構成され、MATLAB/Simulinkで実装された。さらに、検証済みモデルを水素貯蔵や多様な需要家を含むエネルギーハブに統合し、グリーン水素の実用化に向けた知見を提供する。

Nauman Mushtaq, Dr. Asmat N. Khattak

本研究はパキスタンの公共部門における風力エネルギーの導入が持続可能な環境パフォーマンスに与える影響を実証的に分析した。さらに、グリーンイノベーションが風力エネルギーと環境パフォーマンスの間で部分的な媒介効果を持つことを明らかにした。データは質問票調査により収集され、SPSSを用いて分析された。結果は風力エネルギー導入の促進が環境改善に寄与することを示している。

Bo Zhou, Yuan Gao, Xiaoxu He +4

本論文は、離島などの遠隔地での大規模グリーン水素生産に有望なオフグリッド風力-水素システムに焦点を当て、風力発電の変動と負荷変動に対応するための深層強化学習ベースのエネルギー管理戦略を提案。経済性と安定性を両立する目的関数を設定し、不確実性下での適応的な電力配分を実現。ケーススタディにより、負荷需要を満たしつつ再生可能エネルギー利用率と水素生産を向上させ、収益増加とシステム安定運用を確認。

A. Palanca, C. L. Chao, Kristian July R. Yap +1

本研究はLCA-MCDA-Nash均衡統合フレームワークを用い、フィリピン島嶼グリッドにおける水素エネルギー貯蔵（HES）の導入可能性を評価。ベースラインでは非導入が均衡となるものの、維持可能性の改善とコスト低減により導入にシフトする。LCA分析からは、低炭素電源比率が60%超でのみ有意な脱炭素化が達成されることを示した。

Y. V. Contreras-Pacheco, A. Pérez-Larios

本展望論文は、バイオディーゼルが地球規模の脱炭素化において果たす役割を検討し、原料多様化や触媒技術の進展を紹介する一方、コスト競争力、持続可能性、スケーラビリティにおける継続的課題を指摘する。バイオディーゼルの将来は、バイオリファイナリーとの統合やデジタル化に依存し、橋渡し燃料から低炭素燃料システムの強靭な構成要素へと移行するための優先研究課題を示す。

Caroline Buts, Seppe Maes, Clara BOTREL LIMA +1

本論文は、EUにおける再生可能エネルギー支援のための国家援助制度の事後評価を体系的にレビュー。評価の方法論、実施上の課題、成功例と失敗例を整理し、今後のクリーンエネルギー政策の効率化に貢献する知見を提供する。

Jayesh Rane

本論文は、産業システムにおけるグリーンAI導入の機会と課題をSWOT分析で評価。質問票とインタビューによる混合手法を用い、組織の意欲、技術的準備、規制基準が導入に正の影響を与えることを示した。エネルギー効率的なアルゴリズムや再生可能コンピューティングの機会を特定する一方、初期投資やスキル不足が障壁となる。

M. Ökten

本研究は、アルタイ山脈からドナウ川に至るトルコ・グリーンスーパーグリッドの技術経済的実現可能性を評価した。MILPモデルを用いて6ノードのエネルギー網を最適化し、フルグリーン・移行期・現状維持の3シナリオでシミュレーション。年間設備投資は約6.8億ユーロで安定し、欧州向け水素需要を満たすためエディルネに8503MWの電解槽が必要と判明した。

Yongchao Cheng, Ningbo Fan, Cong Chen +6

本論文は、アニオン交換膜水電解（AEMWE）向けにセリウム（Ce）を添加したアモルファスNiP合金触媒を提案。Ce添加により電子構造と結晶構造が最適化され、-1000 mA/cm²の電流密度を255 mVの過電圧で達成。さらに、断続運転下でも優れた安定性を示し、AEMWEセルに組み込んだ場合、1.79 Vの低セル電圧で1000 mA/cm²を達成し、200時間の安定運転を実現。

Fan Yang, Ze Geng, Yifan Deng

本論文は、PV-バッテリー-PEMマイクログリッドにおける水素製造効率向上と周波数安定性確保のための確率的エネルギー管理戦略を提案する。EA-MDPを用いて不確実性をモデル化し、二段階制御で最適効率を維持する。結果として、電解槽効率が14.3%向上し、水素製造量が12.5%増加し、周波数偏差は±0.05Hz以内に抑制された。

Aitor Beloki-Arrondo, Íñigo Ortega-Fernández, E. Andres +3

本論文は、MW級水素電解プラントの設計最適化ツールを開発し、産業加熱炉へのグリーン水素供給の技術経済性を評価。3つのプラント構成をシミュレーションし、電解槽の寿命延長によるLCOH低減の可能性を示した。

Shiqi Zhang, Ziang Jiao, Jiaxin Su +4

本論文は、再生可能エネルギー水素製造におけるトリプルアクティブブリッジ絶縁型DC-DC変換システムの出力電流リップルを低減する変調戦略を提案する。内外位相角の協調最適化に基づく手法により、動的条件下でも最小リップルを実現する。適応的パラメータ戦略を備えた改良差分進化アルゴリズムを用いて大域的最適化を行い、シミュレーションと実験で有効性を確認した。

Marwa M. M. Youssef, A. Maghraby, M. Abdel-Akher +1

本論文は、水素製造技術の最近の進展を環境および経済の観点からレビューする。再生可能エネルギーからのグリーン水素、化石燃料由来のブルー水素など多様な技術を比較し、脱炭素社会における水素の役割を考察する。

Fabio Bisegna, Flavia Vespasiano, L. Pompei +5

本論文は、ローマ市を対象に、廃棄スペースへの太陽光発電設備導入とスマート信号機による交通流最適化の2つの介入を提案し、CO2削減効果をKPIと定量的マトリクスで評価しました。再生可能エネルギーによる排出削減の重要性を示し、多数の指標を持つシナリオが必ずしも最適ではないと結論づけています。

(著者不明)

本特集号は、水素バリューチェーン全体の最近の進展をまとめたものである。電解、光化学、熱化学、生物学的プロセスなどの革新的な製造方法や、貯蔵材料とシステムの進歩、燃料電池や産業プロセスへの応用を扱う。材料科学、化学、工学、政策にわたる学際的研究を重視し、技術、経済、環境、社会的側面を考察する。持続可能な水素ソリューションの展開加速に資する知見を提供する。