
1. 水素生成技術開発の重要性
気候変動対策やカーボンニュートラルへの転換が急務な中、水素はクリーンエネルギーの要所となります。再生可能エネルギーの余補電力を有効活用し、産業や輸送分野のCO₂削減において重要な役割を果たします。グリーン水素のコスト低下や技術的な実用性の向上が進むことで、脱炭素社会の実現に不可欠な技術基盤となっています。
2. 最新技術の分類と概要
A. 新型固体触媒材料を用いた水素生成
- 格子ひずみや極性を制御した固体触媒材料を用い、高効率でアンモニア合成や水素生成を実現する技術。反応場としての機能性を向上させた設計が鍵となっている。
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メカノケミカル反応で機能性水素材料を開発(2025‑07‑11)[https://tiisys.com/blog/2025/07/11/post-171367/]
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新素材を用いた「グリーン」水素の効率的生成(2025‑06‑24)
新素材を用いた「グリーン」水素の効率的生成(More effective production of “green” hydrogen with new combined material)2025-06-23 リンショーピング大学The material can effectively capture the sunlight so that the energy therein can be used for hydrog... - 機械学習が解き明かす新たな水素化反応メカニズム(2025‑06)
機械学習が解き明かす新たな水素化反応メカニズム~超高密度水素貯蔵材料開発への画期的突破口~2025-06-02 東京大学東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教ら国際研究チームは、機械学習を用いた分子動力学シミュレーションにより、超高密度水素化物「スーパーハイドライド」の新たな合成メカニズムを解明しました。カルシウム水素化物(C...
B. バイオ触媒による水素生成
- 微生物酵素を用いてCO₂からギ酸や水素を生成する技術。非貴金属系で常温常圧でも高効率な反応を可能にする。
- 水素生成の効率を高めるための研究(2025‑06)
水素生成の効率を高めるための研究(Toward more efficient hydrogen production)2025-06-12 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)EPFLの研究者たちは、水を分解して水素と酸素を生成する「酸素発生反応(OER)」における最初で最大のボトルネックであるプロトン・電子の移動機構を、高度な分子動力学シミュレーシ... - 大気圧水素下でバイオマス由来フラン類の水素化反応を促進(2025‑05)
大気圧水素下でバイオマス由来フラン類の水素化反応を促進~安価な非貴金属を基盤とする高機能性触媒を開発~2025-05-21 大阪大学,神戸大学科学技術振興機構2025年5月21日、国立研究開発法人科学技術振興機構(JST)は、大阪大学および神戸大学との共同研究により、バイオマス由来のフラン類を大気圧水素下で効率的に水素化する非貴金属ナノ粒子... - 細胞膜酵素を用いた水素駆動型CO₂還元反応によるギ酸生成系の開発(2023‑11)
細胞膜酵素を用いた水素駆動型CO₂還元反応によるギ酸生成系の開発 〜細胞膜酵素による気体(水素と二酸化炭素)から液体水素キャリア(ギ酸)への変換反応〜2023-11-10 九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所ポイント 二酸化炭素(CO₂)の削減方法として細胞膜酵素によるCO₂の水素化反応システムを開発した。 細胞膜酵素による水素駆動型CO₂還元反応からの高効率なギ酸生成系の...
C. 水電解技術
- PEM(陽イオン交換膜)、AEM(陰イオン交換膜)、SOEC(固体酸化物形)などの方式を用い、再生可能エネルギーを活用して水から水素を製造する技術。
- アニオン交換膜(AEM)水電解装置向け高性能電極の開発に成功(2025‑06)
アニオン交換膜(AEM)水電解装置向け高性能電極の開発に成功~カーボンニュートラルの実現に向けて、水素を「つくる」分野で新技術~2025-06-02 北海道大学,川崎重工業株式会社AEM 水電解の模式図と利点北海道大学と川崎重工業は、アニオン交換膜(AEM)水電解装置向けの高性能電極を共同開発し、ラボスケール試験で世界最高水準の電解効率4.23 kWh/Nm³を達成...
D. 化石燃料由来のブルー水素生成
- SMR(メタン水蒸気改質)とCCS(カーボンキャプチャー・貯留)を組み合わせ、化石燃料からの水素生成と同時にCO₂排出を抑制する技術。
- 現状では国内外の大規模プラント(例:英国「Hynet」プロジェクト、ノルウェー「Northern Lights」計画)で実証・商用化が進められており、短中期的な移行戦略として注目されている。
- SMR(メタン水蒸気改質)とCCS(カーボンキャプチャー・貯留)を組み合わせ、化石燃料からの水素生成と同時にCO₂排出を抑制する技術。
金属など地殻資源利用の新たなプラネタリー・バウンダリー~水資源の持続可能性に応じて制限されうる地殻資源の生産許容量を推定~2025-03-14 産業技術総合研究所世界の地殻資源生産に伴う水消費と水資源の利用可能性から見た生産許容量の超過産業技術総合研究所(産総研)の研究チームは、水資源の持続可能な利用限界(プラネタリー・バウンダリー)を考慮し、金属などの地殻...
E. 地下微生物を活用した自然水素生成
- 地下深部の堆積層などに存在する新種の嫌気性微生物が、自然界で有機物から水素を生成する能力を持つことを応用した技術。
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自然水素を見つけるための条件を定義(2025‑05‑20)
自然水素を見つけるための条件を定義(Scientists define the ingredients for finding natural clean hydrogen)2025-05-19 オックスフォード大学オックスフォード大学、ダラム大学、トロント大学の研究チームは、地球の地殻に存在する自然由来の水素資源を探索するための「レシピ」を提案し、2025年5月に『Nature Reviews Earth &... - 自然由来の微生物の代謝による水素生産の可能性(2025-07)
北海道・道北の陸域深部地下環境から水素を発生する新種の微生物を発見(Gaoshiqia hydrogeniformans Z1-71T株の発見) 「幌延の地下深くで生まれるバイオメタン、その仕組みに迫る研究成果」2025-07-11 幌延地圏環境研究所北海道道北の天北炭田地下から、新種の水素生成細菌「Gaoshiqia hydrogeniformans」が発見されました。公益財団法人ノーステック財団H-RISE、日本原子力研究開発機構、広島大学によ...
3. 分類別の技術トレンド
| 技術分類 | トレンド動向 |
|---|---|
| A. 固体触媒材料 | 格子ひずみや極性制御による性能向上の研究が濃厚。 |
| B. バイオ系 | 移動性・性能ともに非貴金導入ルートが深まりを見せる。 |
| C. 分解電解 | 再生エネ利用増加により展開加速。大型システムへの移行が明確化。 |
| D. SMR+CCS | 短期の技術ささえとして機能。コストや結果の規模に問題。 |
| E. 地下微生物 | 然炭土を起点とする根本的な自然水素発生ルートが研究開始段階に入る。 |
4. 各技術の課題と新方向
A.固体触媒
- 課題:耐久性やコストダウン、実用化に向けた触対製造技術
- 方向:触媒型の導入スケール証明
B. バイオ系
- 課題:酚素の繰用、性能定性、製造コスト
- 方向:すくみ分解組み合わせやマイクロビオ技術の統合
C. 分解電解
- 課題:初期コスト、長期性能
- 方向:再生エネとの連携技術、AI/デジタル管理
D. SMR+CCS
- 課題:水素生産におけるCO₂排出量、結果の証明
- 方向:中期のブリッジ技術としての使い切り
E. 地下微生物
- 課題:抽出精製の技術、スケール実用化
- 方向:自然水素繰り返しルートの研究深化
5. 結論
水素技術は、多様な分野から研究が進められており、それぞれが実用化ステージに相対しています。短期は分解電解・SMR、中期は触媒やバイオ系、長期は地下微生物の希望への統合が期待されます。


