Kernwaterstofproduksie word algemeen beskou as die voorkeurmetode vir grootskaalse waterstofproduksie, maar dit lyk of dit stadig vorder. So, wat is kernwaterstofproduksie?
Kernwaterstofproduksie, dit wil sê, kernreaktor tesame met gevorderde waterstofproduksieproses, vir massaproduksie van waterstof. Waterstofproduksie uit kernenergie het die voordele van geen kweekhuisgasse, water as grondstof, hoë doeltreffendheid en grootskaalse, dus is dit 'n belangrike oplossing vir grootskaalse waterstofvoorsiening in die toekoms. Volgens ramings van die IAEA kan 'n klein 250MW-reaktor 50 ton waterstof per dag produseer deur hoëtemperatuur-kernreaksies te gebruik.
Die beginsel van waterstofproduksie in kernenergie is om die hitte wat deur kernreaktor opgewek word as die energiebron vir waterstofproduksie te gebruik, en om doeltreffende en grootskaalse waterstofproduksie te realiseer deur toepaslike tegnologie te kies. En verminder of selfs elimineer kweekhuisgasvrystellings. Die skematiese diagram van waterstofproduksie uit kernenergie word in die figuur getoon.
Daar is baie maniere om kernenergie na waterstofenergie om te skakel, insluitend water as grondstof deur elektrolise, termochemiese siklus, hoë temperatuur stoomelektrolise waterstofproduksie, waterstofsulfied as grondstof kraakwaterstofproduksie, aardgas, steenkool, biomassa as grondstowwe pirolise waterstof produksie, ens. Wanneer water as grondstof gebruik word, produseer die hele waterstofproduksieproses nie CO₂ nie, wat basies kweekhuisgas kan uitskakel emissies; Die vervaardiging van waterstof uit ander bronne verminder net koolstofvrystellings. Boonop is die gebruik van kernelektrolisewater net 'n eenvoudige kombinasie van kernkragopwekking en tradisionele elektrolise, wat steeds tot die veld van kernkragopwekking behoort en oor die algemeen nie as 'n ware kernwaterstofproduksietegnologie beskou word nie. Daarom word die termochemiese siklus met water as grondstof, volle of gedeeltelike gebruik van kernhitte en hoë temperatuur stoomelektrolise beskou as die toekomstige rigting van kernwaterstofproduksietegnologie.
Tans is daar twee hoof maniere van waterstofproduksie in kernenergie: elektrolitiese waterwaterstofproduksie en termochemiese waterstofproduksie. Kernreaktors verskaf elektriese energie en hitte-energie onderskeidelik vir die bogenoemde twee maniere van waterstofproduksie.
Elektrolise van water om waterstof te produseer is om kernenergie te gebruik om elektrisiteit op te wek, en dan deur die waterelektrolitiese toestel om water in waterstof te ontbind. Waterstofproduksie deur elektrolitiese water is 'n relatief direkte waterstofproduksiemetode, maar die waterstofproduksiedoeltreffendheid van hierdie metode (55% ~ 60%) is laag, selfs al word die mees gevorderde SPE-waterelektrolisetegnologie in die Verenigde State aangeneem, die elektrolitiese doeltreffendheid word tot 90% verhoog. Maar aangesien die meeste kernkragsentrales tans slegs hitte na elektrisiteit omskakel teen ongeveer 35% doeltreffendheid, is die finale totale doeltreffendheid van waterstofproduksie uit waterelektrolise in kernenergie slegs 30%.
Termiese-chemiese waterstofproduksie is gebaseer op termiese-chemiese siklus, wat 'n kernreaktor met 'n termiese-chemiese siklus waterstofproduksie-toestel koppel, met behulp van die hoë temperatuur wat deur die kernreaktor as 'n hittebron verskaf word, sodat water termiese ontbinding by 800 ℃ kataliseer. tot 1000 ℃, om waterstof en suurstof te produseer. In vergelyking met elektrolitiese waterwaterstofproduksie, is termochemiese waterstofproduksiedoeltreffendheid hoër, die totale doeltreffendheid sal na verwagting meer as 50% bereik, die koste is laer.
Postyd: 28 Februarie 2023