Kas ir kodolūdeņraža ražošana?

Kodolūdeņraža ražošana tiek plaši uzskatīta par vēlamo metodi liela mēroga ūdeņraža ražošanai, taču šķiet, ka tā progresē lēni. Tātad, kas ir kodolūdeņraža ražošana?

Kodolūdeņraža ražošana, tas ir, kodolreaktors, kas savienots ar progresīvu ūdeņraža ražošanas procesu, ūdeņraža masveida ražošanai. Ūdeņraža ražošanai no kodolenerģijas ir priekšrocības, ka nav siltumnīcefekta gāzu, ūdens kā izejviela, augsta efektivitāte un liela mēroga, tāpēc tas ir svarīgs risinājums liela mēroga ūdeņraža piegādei nākotnē. Saskaņā ar SAEA aplēsēm neliels 250 MW reaktors var saražot 50 tonnas ūdeņraža dienā, izmantojot augstas temperatūras kodolreakcijas.

Ūdeņraža ražošanas princips kodolenerģētikā ir izmantot kodolreaktora radīto siltumu kā enerģijas avotu ūdeņraža ražošanai un realizēt efektīvu un liela mēroga ūdeņraža ražošanu, izvēloties atbilstošu tehnoloģiju. Un samazināt vai pat novērst siltumnīcefekta gāzu emisijas. Ūdeņraža ražošanas shematiskā diagramma no kodolenerģijas ir parādīta attēlā.

Ir daudzi veidi, kā pārvērst kodolenerģiju ūdeņraža enerģijā, ieskaitot ūdeni kā izejvielu, izmantojot elektrolīzi, termoķīmisko ciklu, augstas temperatūras tvaika elektrolīzes ūdeņraža ražošanu, sērūdeņradi kā izejvielu krekinga ūdeņraža ražošanā, dabasgāzi, ogles, biomasu kā izejvielu pirolīzes ūdeņradi. ražošana utt. Izmantojot ūdeni kā izejvielu, viss ūdeņraža ražošanas process nerada CO₂, kas būtībā var novērst siltumnīcefekta gāzu emisijas; Ūdeņraža ražošana no citiem avotiem tikai samazina oglekļa emisijas. Turklāt kodolelektrolīzes ūdens izmantošana ir tikai vienkārša kodolenerģijas ražošanas un tradicionālās elektrolīzes kombinācija, kas joprojām pieder pie kodolenerģijas ražošanas jomas un parasti netiek uzskatīta par īstu kodolūdeņraža ražošanas tehnoloģiju. Tāpēc tiek uzskatīts, ka termoķīmiskais cikls ar ūdeni kā izejvielu, kodolsiltuma pilnīga vai daļēja izmantošana un augstas temperatūras tvaika elektrolīze atspoguļo kodolūdeņraža ražošanas tehnoloģijas nākotnes virzienu.

Pašlaik kodolenerģētikā ir divi galvenie ūdeņraža ražošanas veidi: elektrolītiskā ūdens ūdeņraža ražošana un termoķīmiskā ūdeņraža ražošana. Kodolreaktori nodrošina elektroenerģiju un siltumenerģiju attiecīgi diviem iepriekš minētajiem ūdeņraža ražošanas veidiem.

Ūdens elektrolīze, lai iegūtu ūdeņradi, ir kodolenerģijas izmantošana elektroenerģijas ražošanai un pēc tam caur ūdens elektrolītisko ierīci ūdens sadalīšanai ūdeņradī. Ūdeņraža ražošana ar elektrolītisko ūdeni ir salīdzinoši tieša ūdeņraža ražošanas metode, taču šīs metodes ūdeņraža ražošanas efektivitāte (55% ~ 60%) ir zema, pat ja Amerikas Savienotajās Valstīs tiek pieņemta vismodernākā SPE ūdens elektrolīzes tehnoloģija, elektrolītiskā efektivitāte. tiek palielināts līdz 90%. Bet, tā kā lielākā daļa atomelektrostaciju pašlaik pārvērš siltumu tikai elektrībā ar aptuveni 35% efektivitāti, galīgā kopējā ūdeņraža ražošanas efektivitāte no ūdens elektrolīzes kodolenerģijā ir tikai 30%.

Termiski ķīmiskās ūdeņraža ražošanas pamatā ir termiski ķīmiskais cikls, kodolreaktora savienošana ar termiski ķīmiskā cikla ūdeņraža ražošanas iekārtu, izmantojot kodolreaktora nodrošināto augsto temperatūru kā siltuma avotu, lai ūdens katalizētu termisko sadalīšanos 800 ℃ temperatūrā. līdz 1000 ℃, lai ražotu ūdeņradi un skābekli. Salīdzinot ar elektrolītiskā ūdens ūdeņraža ražošanu, termoķīmiskā ūdeņraža ražošanas efektivitāte ir augstāka, paredzams, ka kopējā efektivitāte sasniegs vairāk nekā 50%, izmaksas ir zemākas.