La producció d'hidrogen nuclear es considera àmpliament el mètode preferit per a la producció d'hidrogen a gran escala, però sembla que progressa lentament. Aleshores, què és la producció d'hidrogen nuclear?
Producció d'hidrogen nuclear, és a dir, reactor nuclear combinat amb un procés avançat de producció d'hidrogen, per a la producció massiva d'hidrogen. La producció d'hidrogen a partir d'energia nuclear té els avantatges de no tenir gasos d'efecte hivernacle, aigua com a matèria primera, alta eficiència i gran escala, per la qual cosa és una solució important per al subministrament d'hidrogen a gran escala en el futur. Segons les estimacions de l'OIEA, un petit reactor de 250 MW pot produir 50 tones d'hidrogen al dia mitjançant reaccions nuclears d'alta temperatura.
El principi de producció d'hidrogen en energia nuclear és utilitzar la calor generada pel reactor nuclear com a font d'energia per a la producció d'hidrogen i aconseguir una producció eficient i a gran escala d'hidrogen seleccionant la tecnologia adequada. I reduir o fins i tot eliminar les emissions de gasos d'efecte hivernacle. A la figura es mostra el diagrama esquemàtic de la producció d'hidrogen a partir de l'energia nuclear.
Hi ha moltes maneres de convertir l'energia nuclear en energia d'hidrogen, inclosa l'aigua com a matèria primera mitjançant electròlisi, cicle termoquímic, electròlisi de vapor d'alta temperatura, producció d'hidrogen, sulfur d'hidrogen com a matèria primera, producció d'hidrogen, gas natural, carbó, biomassa com a matèries primeres piròlisi hidrogen producció, etc. Quan s'utilitza l'aigua com a matèria primera, tot el procés de producció d'hidrogen no produeix CO₂, que bàsicament pot eliminar les emissions de gasos d'efecte hivernacle; La producció d'hidrogen d'altres fonts només redueix les emissions de carboni. A més, l'ús d'aigua d'electròlisi nuclear és només una combinació simple de generació d'energia nuclear i electròlisi tradicional, que encara pertany al camp de la generació d'energia nuclear i, en general, no es considera una veritable tecnologia de producció d'hidrogen nuclear. Per tant, es considera que el cicle termoquímic amb l'aigua com a matèria primera, l'ús total o parcial de la calor nuclear i l'electròlisi de vapor d'alta temperatura representen la direcció futura de la tecnologia de producció d'hidrogen nuclear.
Actualment, hi ha dues vies principals de producció d'hidrogen a l'energia nuclear: la producció d'hidrogen d'aigua electrolítica i la producció d'hidrogen termoquímic. Els reactors nuclears proporcionen energia elèctrica i calor, respectivament, per a les dues vies anteriors de producció d'hidrogen.
L'electròlisi de l'aigua per produir hidrogen és utilitzar l'energia nuclear per generar electricitat, i després a través del dispositiu electrolític de l'aigua per descompondre l'aigua en hidrogen. La producció d'hidrogen per aigua electrolítica és un mètode de producció d'hidrogen relativament directe, però l'eficiència de producció d'hidrogen d'aquest mètode (55% ~ 60%) és baixa, fins i tot si s'adopta la tecnologia d'electròlisi d'aigua SPE més avançada als Estats Units, l'eficiència electrolítica. augmenta fins al 90%. Però com que la majoria de les centrals nuclears actualment només converteixen la calor en electricitat amb una eficiència al voltant del 35%, l'eficiència total final de la producció d'hidrogen a partir de l'electròlisi de l'aigua a l'energia nuclear és només del 30%.
La producció d'hidrogen tèrmico-químic es basa en el cicle tèrmico-químic, acoblant un reactor nuclear amb un dispositiu de producció d'hidrogen de cicle tèrmico-químic, utilitzant l'alta temperatura proporcionada pel reactor nuclear com a font de calor, de manera que l'aigua catalitzi la descomposició tèrmica a 800 ℃. a 1000 ℃, per produir hidrogen i oxigen. En comparació amb la producció d'hidrogen d'aigua electrolítica, l'eficiència de producció d'hidrogen termoquímic és més alta, s'espera que l'eficiència total arribi a més del 50%, el cost és més baix.
Hora de publicació: 28-feb-2023