A nukleáris hidrogéntermelést széles körben tekintik a nagyüzemi hidrogéntermelés preferált módszerének, de úgy tűnik, hogy ez lassan halad. Tehát mi az a nukleáris hidrogéntermelés?
Nukleáris hidrogéntermelés, azaz fejlett hidrogéngyártási eljárással párosított atomreaktor, hidrogén tömegtermelésére. Az atomenergiából történő hidrogéntermelés előnye az üvegházhatású gázok hiánya, a víz, mint nyersanyag, a nagy hatásfok és a nagy lépték, így a jövőbeni nagyüzemi hidrogénellátás fontos megoldása. A NAÜ becslései szerint egy kisméretű, 250 MW-os reaktor napi 50 tonna hidrogént képes előállítani magas hőmérsékletű nukleáris reakciók segítségével.
Az atomenergiában a hidrogéntermelés elve az atomreaktor által termelt hő felhasználása a hidrogéntermelés energiaforrásaként, valamint a megfelelő technológia megválasztásával hatékony és nagyüzemi hidrogéntermelés megvalósítása. Az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése vagy akár megszüntetése. Az atomenergiából történő hidrogéntermelés sematikus diagramja az ábrán látható.
Számos módja van az atomenergia hidrogénenergiává alakításának, beleértve a vizet, mint nyersanyagot elektrolízissel, termokémiai ciklussal, magas hőmérsékletű gőzelektrolízissel hidrogéntermeléssel, hidrogén-szulfiddal mint nyersanyaggal krakkolási hidrogéntermeléssel, földgázzal, szénnel, biomasszával, mint nyersanyag pirolízis hidrogénnel. termelés stb. Víz nyersanyagként történő felhasználása esetén a teljes hidrogéntermelési folyamat nem termel CO₂-t, ami alapvetően kiküszöbölheti az üvegházhatású gázok kibocsátását; A hidrogén más forrásból történő előállítása csak csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást. Ráadásul a nukleáris elektrolízises víz használata az atomenergia-termelés és a hagyományos elektrolízis egyszerű kombinációja, amely még mindig az atomenergia-termelés területéhez tartozik, és általában nem tekintik valódi nukleáris hidrogén-előállítási technológiának. Ezért a nukleáris hidrogén-előállítási technológia jövőbeli irányát a vízzel mint alapanyaggal végzett termokémiai körfolyamat, a nukleáris hő teljes vagy részleges felhasználása és a magas hőmérsékletű gőzelektrolízis jelentik.
Jelenleg az atomenergiában a hidrogén előállításának két fő módja van: az elektrolitikus víz hidrogéntermelés és a termokémiai hidrogéntermelés. Az atomreaktorok villamos energiát és hőenergiát szolgáltatnak a hidrogéntermelés fenti két módjához.
A víz elektrolízise hidrogén előállítására azt jelenti, hogy nukleáris energiát használnak villamos energia előállítására, majd a víz elektrolitikus eszközén keresztül a vizet hidrogénné bontják. Az elektrolitikus vízzel történő hidrogéntermelés viszonylag közvetlen hidrogéntermelési módszer, de ennek a módszernek a hidrogéntermelési hatékonysága alacsony (55% ~ 60%), még akkor is, ha az Egyesült Államokban a legfejlettebb SPE vízelektrolízis technológiát alkalmazzák, az elektrolitikus hatásfok. 90%-ra emelkedik. De mivel a legtöbb atomerőmű jelenleg csak körülbelül 35%-os hatásfokkal alakítja át a hőt villamos energiává, az atomenergiában a víz elektrolízisével történő hidrogéntermelés végső összhatásfoka csak 30%.
A termikus-kémiai hidrogéntermelés a termikus-kémiai körfolyamaton alapul, az atomreaktor és a termikus-kémiai ciklusú hidrogéntermelő berendezés összekapcsolásával, az atomreaktor által biztosított magas hőmérséklet hőforrásként történő felhasználásával, így a víz 800 ℃-on katalizálja a hőbomlást. 1000 ℃-ig, hogy hidrogént és oxigént termeljen. Az elektrolitikus víz-hidrogéntermeléshez képest a termokémiai hidrogéntermelés hatékonysága magasabb, a teljes hatásfok várhatóan több mint 50%, a költség alacsonyabb.
Feladás időpontja: 2023.02.28