Hvað er kjarnorkuvetnisframleiðsla?

Kjarnorkuvetnisframleiðsla er víða talin ákjósanlegasta aðferðin við stórfellda vetnisframleiðslu, en hún virðist ganga hægt. Svo, hvað er kjarnorkuvetnisframleiðsla?

Kjarnorkuvetnisframleiðsla, það er kjarnakljúfur ásamt háþróuðu vetnisframleiðsluferli, til fjöldaframleiðslu vetnis. Vetnisframleiðsla úr kjarnorku hefur þá kosti að vera engar gróðurhúsalofttegundir, vatn sem hráefni, mikil afköst og stór umfang, svo það er mikilvæg lausn fyrir stórfellda vetnisbirgðir í framtíðinni. Samkvæmt áætlunum IAEA getur lítill 250MW kjarnaofni framleitt 50 tonn af vetni á dag með háhitakjarnorkuhvörfum.

Meginreglan um vetnisframleiðslu í kjarnorku er að nota varma sem myndast af kjarnaofni sem orkugjafa til vetnisframleiðslu og að gera skilvirka og stórfellda vetnisframleiðslu með því að velja viðeigandi tækni. Og draga úr eða jafnvel útrýma losun gróðurhúsalofttegunda. Skýringarmynd vetnisframleiðslu úr kjarnorku er sýnd á myndinni.

Það eru margar leiðir til að umbreyta kjarnorku í vetnisorku, þar á meðal vatn sem hráefni með rafgreiningu, hitaefnafræðilegri hringrás, háhita gufu rafgreiningu vetnisframleiðsla, brennisteinsvetni sem hráefni sprunga vetnisframleiðsla, jarðgas, kol, lífmassi sem hráefni hitagreining vetnis framleiðslu osfrv. Þegar vatn er notað sem hráefni framleiðir ekki allt vetnisframleiðsluferlið CO₂, sem getur í grundvallaratriðum útrýmt gróðurhúsalofttegundum losun; Framleiðsla vetnis úr öðrum uppruna dregur aðeins úr kolefnislosun. Að auki er notkun kjarnorku rafgreiningarvatns bara einföld blanda af kjarnorkuframleiðslu og hefðbundinni rafgreiningu, sem enn tilheyrir sviði kjarnorkuframleiðslu og er almennt ekki litið á sem sanna kjarnorkuvetnisframleiðslutækni. Þess vegna er hitaefnafræðilega hringrásin með vatni sem hráefni, full eða að hluta notkun kjarnorkuvarma og háhita gufu rafgreining talin tákna framtíðarstefnu kjarnorkuvetnisframleiðslutækni.

Sem stendur eru tvær megin leiðir til vetnisframleiðslu í kjarnorku: rafgreiningarvatnsvetnisframleiðsla og hitaefnafræðileg vetnisframleiðsla. Kjarnakljúfar veita raforku og varmaorku í sömu röð fyrir ofangreindar tvær leiðir til vetnisframleiðslu.

Rafgreining vatns til að framleiða vetni er að nota kjarnorku til að framleiða rafmagn og síðan í gegnum vatnsrafgreiningartækið til að brjóta niður vatn í vetni. Vetnisframleiðsla með rafgreiningarvatni er tiltölulega bein vetnisframleiðsluaðferð, en vetnisframleiðsluskilvirkni þessarar aðferðar (55% ~ 60%) er lítil, jafnvel þótt fullkomnasta SPE vatns rafgreiningartæknin sé tekin upp í Bandaríkjunum, er rafgreiningarnýtingin. er hækkað í 90%. En þar sem flest kjarnorkuver umbreyta nú aðeins hita í rafmagn með um 35% nýtni, er endanleg heildarnýtni vetnisframleiðslu úr rafgreiningu vatns í kjarnorku aðeins 30%.

Varmaefnafræðileg vetnisframleiðsla er byggð á varma-efnafræðilegri hringrás, sem tengir kjarnaofn við varma-efnafræðilega hringrás vetnisframleiðslubúnaðar, með því að nota háan hita sem kjarnaofninn veitir sem hitagjafa, þannig að vatn hvetur varma niðurbrot við 800 ℃ að 1000 ℃, til að framleiða vetni og súrefni. Í samanburði við rafgreiningarvatnsvetnisframleiðslu er hitaefnafræðileg vetnisframleiðslu skilvirkni meiri, gert er ráð fyrir að heildarnýtingin nái meira en 50%, kostnaðurinn er lægri.