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Solar-heat-assisted hydrogen production using solid oxide electrolysis cells in Japan

Tanaka, Yohei und Roeder, Timo und Monnerie, Nathalie (2025) Solar-heat-assisted hydrogen production using solid oxide electrolysis cells in Japan. Frontiers in Energy Research (13), 13:1530637. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fenrg.2025.1530637. ISSN 2296-598X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
40MB

Offizielle URL: https://www.frontiersin.org/journals/energy-research/articles/10.3389/fenrg.2025.1530637/full

Kurzfassung

Japan and other industrialized countries rely on the import of green hydrogen (H2) as they lack the resources to meet their own demand. In contrast, countries such as Australia have the potential to produce hydrogen and its derivatives using wind and solar energy. Solar energy can be harnessed to produce electricity using photovoltaic systems or to generate thermal energy by concentrating solar irradiation. Thus, thermal and electrical energy can be used in a solid oxide electrolysis process for low-cost hydrogen production. The operation of a solid oxide electrolysis cell (SOEC) stack integrated with solar energy is experimentally investigated and further analyzed using a validated simulation model. Furthermore, a techno-economic assessment is conducted to estimate the hydrogen production costs, including the expenses associated with liquefaction and transportation from Australia to Japan. High conversion efficiencies and low-cost SOECs are projected to result in production costs below 4 USD/kg.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/215996/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Solar-heat-assisted hydrogen production using solid oxide electrolysis cells in Japan
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tanaka, Yoheitanaka-yo (at) aist.go.jpNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeder, TimoTimo.Roeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4837-766X192797517
Monnerie, NathalieNathalie.Monnerie (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0220-6665192797537
Datum:21 August 2025
Erschienen in:Frontiers in Energy Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3389/fenrg.2025.1530637
Seitenbereich:13:1530637
Verlag:Frontiers Media S.A.
Name der Reihe:Export and import of electrolytic hydrogen using renewable energy and subsequent synthetic fuels between regions – assessment of technology routes, potentials, and strategies
ISSN:2296-598X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:hydrogen production, solid oxide electrolysis cell, concentrated solar energy, techno-economic analysis, hydrogen transportation
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels > Bewertung solarer Produktionsverfahren
Hinterlegt von: Roeder, Timo
Hinterlegt am:26 Sep 2025 10:00
Letzte Änderung:26 Sep 2025 10:00

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