Beth yw cynhyrchu hydrogen niwclear?

Mae cynhyrchu hydrogen niwclear yn cael ei ystyried yn eang fel y dull a ffefrir ar gyfer cynhyrchu hydrogen ar raddfa fawr, ond mae'n ymddangos ei fod yn symud ymlaen yn araf. Felly, beth yw cynhyrchu hydrogen niwclear?

Cynhyrchu hydrogen niwclear, hynny yw, adweithydd niwclear ynghyd â phroses gynhyrchu hydrogen uwch, ar gyfer masgynhyrchu hydrogen. Mae gan gynhyrchu hydrogen o ynni niwclear fanteision dim nwyon tŷ gwydr, dŵr fel deunydd crai, effeithlonrwydd uchel a graddfa fawr, felly mae'n ateb pwysig ar gyfer cyflenwad hydrogen ar raddfa fawr yn y dyfodol. Yn ôl amcangyfrifon IAEA, gall adweithydd bach 250MW gynhyrchu 50 tunnell o hydrogen y dydd gan ddefnyddio adweithiau niwclear tymheredd uchel.

Egwyddor cynhyrchu hydrogen mewn ynni niwclear yw defnyddio'r gwres a gynhyrchir gan adweithydd niwclear fel ffynhonnell ynni ar gyfer cynhyrchu hydrogen, a gwireddu cynhyrchu hydrogen effeithlon a graddfa fawr trwy ddewis technoleg briodol. A lleihau neu hyd yn oed ddileu allyriadau nwyon tŷ gwydr. Dangosir y diagram sgematig o gynhyrchu hydrogen o ynni niwclear yn y ffigur.

Mae yna lawer o ffyrdd i drosi ynni niwclear i ynni hydrogen, gan gynnwys dŵr fel deunydd crai trwy electrolysis, cylch thermocemegol, electrolysis stêm tymheredd uchel cynhyrchu hydrogen, hydrogen sylffid fel deunydd crai cracio cynhyrchu hydrogen, nwy naturiol, glo, biomas fel deunyddiau crai hydrogen pyrolysis cynhyrchu, ac ati Wrth ddefnyddio dŵr fel deunydd crai, nid yw'r broses gynhyrchu hydrogen gyfan yn cynhyrchu CO₂, a all ddileu allyriadau nwyon tŷ gwydr yn y bôn; Mae cynhyrchu hydrogen o ffynonellau eraill yn lleihau allyriadau carbon yn unig. Yn ogystal, dim ond cyfuniad syml o gynhyrchu ynni niwclear ac electrolysis traddodiadol yw'r defnydd o ddŵr electrolysis niwclear, sy'n dal i fod yn perthyn i faes cynhyrchu ynni niwclear ac yn gyffredinol nid yw'n cael ei ystyried yn wir dechnoleg cynhyrchu hydrogen niwclear. Felly, ystyrir bod y cylch thermocemegol â dŵr fel deunydd crai, defnydd llawn neu rannol o wres niwclear ac electrolysis stêm tymheredd uchel yn cynrychioli cyfeiriad technoleg cynhyrchu hydrogen niwclear yn y dyfodol.

Ar hyn o bryd, mae dwy brif ffordd o gynhyrchu hydrogen mewn ynni niwclear: cynhyrchu hydrogen dŵr electrolytig a chynhyrchu hydrogen thermocemegol. Mae adweithyddion niwclear yn darparu ynni trydan ac ynni gwres yn y drefn honno ar gyfer y ddwy ffordd uchod o gynhyrchu hydrogen.

Electrolysis dŵr i gynhyrchu hydrogen yw defnyddio ynni niwclear i gynhyrchu trydan, ac yna trwy'r ddyfais electrolytig dŵr i ddadelfennu dŵr i hydrogen. Mae cynhyrchu hydrogen trwy ddŵr electrolytig yn ddull cynhyrchu hydrogen cymharol uniongyrchol, ond mae effeithlonrwydd cynhyrchu hydrogen y dull hwn (55% ~ 60%) yn isel, hyd yn oed os mabwysiadir y dechnoleg electrolysis dŵr SPE mwyaf datblygedig yn yr Unol Daleithiau, yr effeithlonrwydd electrolytig yn cael ei gynyddu i 90%. Ond gan mai dim ond tua 35% o effeithlonrwydd y mae'r rhan fwyaf o orsafoedd ynni niwclear yn trosi gwres i drydan ar hyn o bryd, dim ond 30% yw cyfanswm effeithlonrwydd terfynol cynhyrchu hydrogen o electrolysis dŵr mewn ynni niwclear.

Mae cynhyrchu hydrogen thermol-gemegol yn seiliedig ar gylchred thermol-gemegol, gan gyplu adweithydd niwclear â dyfais cynhyrchu hydrogen cylch thermol-gemegol, gan ddefnyddio'r tymheredd uchel a ddarperir gan yr adweithydd niwclear fel ffynhonnell wres, fel bod dŵr yn cataleiddio dadelfeniad thermol ar 800 ℃ i 1000 ℃, er mwyn cynhyrchu hydrogen ac ocsigen. O'i gymharu â chynhyrchu hydrogen dŵr electrolytig, mae effeithlonrwydd cynhyrchu hydrogen thermocemegol yn uwch, disgwylir i gyfanswm yr effeithlonrwydd gyrraedd mwy na 50%, mae'r gost yn is.