પરમાણુ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન શું છે?

મોટા પાયે હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે ન્યુક્લિયર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનને વ્યાપકપણે પસંદગીની પદ્ધતિ ગણવામાં આવે છે, પરંતુ તે ધીમે ધીમે આગળ વધી રહી હોવાનું જણાય છે. તેથી, પરમાણુ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન શું છે?

ન્યુક્લિયર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન, એટલે કે, હાઇડ્રોજનના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે અદ્યતન હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સાથે અણુ રિએક્ટર. પરમાણુ ઉર્જામાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનમાં ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ વિનાના, કાચા માલ તરીકે પાણી, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને મોટા પાયાના ફાયદા છે, તેથી ભવિષ્યમાં મોટા પાયે હાઇડ્રોજન પુરવઠા માટે તે એક મહત્વપૂર્ણ ઉકેલ છે. IAEA ના અંદાજો અનુસાર, એક નાનું 250MW રિએક્ટર ઉચ્ચ તાપમાન પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને દરરોજ 50 ટન હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

પરમાણુ ઉર્જામાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો સિદ્ધાંત એ છે કે પરમાણુ રિએક્ટર દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીનો હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરવો અને યોગ્ય ટેકનોલોજી પસંદ કરીને કાર્યક્ષમ અને મોટા પાયે હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો અનુભવ કરવો. અને ગ્રીનહાઉસ ગેસનું ઉત્સર્જન ઘટાડવું અથવા તો દૂર કરવું. પરમાણુ ઉર્જામાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની યોજનાકીય રેખાકૃતિ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે.

પરમાણુ ઉર્જાને હાઇડ્રોજન ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની ઘણી રીતો છે, જેમાં વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા કાચા માલ તરીકે પાણી, થર્મોકેમિકલ ચક્ર, ઉચ્ચ તાપમાન વરાળ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ કાચા માલ ક્રેકીંગ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન, કુદરતી ગેસ, કોલસો, બાયોમાસ કાચા માલ તરીકે પાયરોલિસિસ હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદન, વગેરે. જ્યારે કાચા માલ તરીકે પાણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સમગ્ર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રક્રિયા ઉત્પન્ન થતી નથી CO₂, જે મૂળભૂત રીતે ગ્રીનહાઉસ ગેસના ઉત્સર્જનને દૂર કરી શકે છે; અન્ય સ્ત્રોતોમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવાથી માત્ર કાર્બન ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો થાય છે. વધુમાં, પરમાણુ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પાણીનો ઉપયોગ એ અણુ ઉર્જા ઉત્પાદન અને પરંપરાગત વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનું માત્ર એક સરળ સંયોજન છે, જે હજુ પણ પરમાણુ વીજ ઉત્પાદન ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે અને સામાન્ય રીતે તેને સાચી પરમાણુ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન તકનીક તરીકે ગણવામાં આવતું નથી. તેથી, કાચા માલ તરીકે પાણી સાથે થર્મોકેમિકલ ચક્ર, પરમાણુ ગરમીનો સંપૂર્ણ અથવા આંશિક ઉપયોગ અને ઉચ્ચ તાપમાન વરાળ વિદ્યુત વિચ્છેદનને પરમાણુ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન તકનીકની ભાવિ દિશાનું પ્રતિનિધિત્વ માનવામાં આવે છે.

હાલમાં, પરમાણુ ઊર્જામાં હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની બે મુખ્ય રીતો છે: ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક વોટર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન અને થર્મોકેમિકલ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન. હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની ઉપરોક્ત બે રીતો માટે ન્યુક્લિયર રિએક્ટર અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રિક એનર્જી અને હીટ એનર્જી પ્રદાન કરે છે.

હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે અણુ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે, અને પછી પાણીના ઇલેક્ટ્રોલિટીક ઉપકરણ દ્વારા પાણીને હાઇડ્રોજનમાં વિઘટન કરવા માટે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક પાણી દ્વારા હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન એ પ્રમાણમાં સીધી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પદ્ધતિ છે, પરંતુ આ પદ્ધતિની હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા (55% ~ 60%) ઓછી છે, જો યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સૌથી અદ્યતન SPE વોટર વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ તકનીક અપનાવવામાં આવે તો પણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક કાર્યક્ષમતા ઓછી છે. 90% સુધી વધારી છે. પરંતુ મોટાભાગના ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ હાલમાં માત્ર 35% કાર્યક્ષમતા પર ગરમીને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરે છે, તેથી પરમાણુ ઊર્જામાં પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદનથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની અંતિમ કુલ કાર્યક્ષમતા માત્ર 30% છે.

થર્મલ-રાસાયણિક હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન થર્મલ-રાસાયણિક ચક્ર પર આધારિત છે, પરમાણુ રિએક્ટરને થર્મલ-રાસાયણિક ચક્ર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ઉપકરણ સાથે જોડીને, પરમાણુ રિએક્ટર દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ ઊંચા તાપમાનનો ગરમી સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરીને, જેથી પાણી 800℃ પર થર્મલ વિઘટનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. 1000℃ સુધી, જેથી હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન ઉત્પન્ન થાય. ઇલેક્ટ્રોલિટીક વોટર હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની તુલનામાં, થર્મો કેમિકલ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા વધારે છે, કુલ કાર્યક્ષમતા 50% થી વધુ સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે, કિંમત ઓછી છે.