Apakah pengeluaran hidrogen nuklear?

Pengeluaran hidrogen nuklear secara meluas dianggap sebagai kaedah pilihan untuk pengeluaran hidrogen berskala besar, tetapi ia nampaknya berkembang dengan perlahan. Jadi, apakah pengeluaran hidrogen nuklear?

Pengeluaran hidrogen nuklear, iaitu, reaktor nuklear ditambah dengan proses pengeluaran hidrogen termaju, untuk pengeluaran hidrogen secara besar-besaran. Pengeluaran hidrogen daripada tenaga nuklear mempunyai kelebihan tiada gas rumah hijau, air sebagai bahan mentah, kecekapan tinggi dan berskala besar, jadi ia merupakan penyelesaian penting untuk bekalan hidrogen berskala besar pada masa hadapan. Menurut anggaran IAEA, reaktor kecil 250MW boleh menghasilkan 50 tan hidrogen setiap hari menggunakan tindak balas nuklear suhu tinggi.

Prinsip pengeluaran hidrogen dalam tenaga nuklear adalah menggunakan haba yang dijana oleh reaktor nuklear sebagai sumber tenaga untuk pengeluaran hidrogen, dan untuk merealisasikan pengeluaran hidrogen yang cekap dan berskala besar dengan memilih teknologi yang sesuai. Dan mengurangkan atau bahkan menghapuskan pelepasan gas rumah hijau. Gambarajah skematik pengeluaran hidrogen daripada tenaga nuklear ditunjukkan dalam rajah.

Terdapat banyak cara untuk menukar tenaga nuklear kepada tenaga hidrogen, termasuk air sebagai bahan mentah melalui elektrolisis, kitaran termokimia, elektrolisis wap suhu tinggi pengeluaran hidrogen, hidrogen sulfida sebagai bahan mentah meretakkan pengeluaran hidrogen, gas asli, arang batu, biojisim sebagai bahan mentah pirolisis hidrogen. pengeluaran, dsb. Apabila menggunakan air sebagai bahan mentah, keseluruhan proses pengeluaran hidrogen tidak menghasilkan CO₂, yang pada asasnya boleh menghapuskan pelepasan gas rumah hijau; Menghasilkan hidrogen daripada sumber lain hanya mengurangkan pelepasan karbon. Di samping itu, penggunaan air elektrolisis nuklear hanyalah gabungan ringkas penjanaan kuasa nuklear dan elektrolisis tradisional, yang masih tergolong dalam bidang penjanaan kuasa nuklear dan secara amnya tidak dianggap sebagai teknologi pengeluaran hidrogen nuklear yang sebenar. Oleh itu, kitaran termokimia dengan air sebagai bahan mentah, penggunaan penuh atau separa haba nuklear dan elektrolisis wap suhu tinggi dianggap mewakili hala tuju masa depan teknologi pengeluaran hidrogen nuklear.

Pada masa ini, terdapat dua cara utama pengeluaran hidrogen dalam tenaga nuklear: pengeluaran hidrogen air elektrolitik dan pengeluaran hidrogen termokimia. Reaktor nuklear masing-masing menyediakan tenaga elektrik dan tenaga haba untuk dua cara pengeluaran hidrogen di atas.

Elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen adalah menggunakan tenaga nuklear untuk menjana elektrik, dan kemudian melalui peranti elektrolitik air untuk menguraikan air menjadi hidrogen. Pengeluaran hidrogen oleh air elektrolitik adalah kaedah pengeluaran hidrogen yang agak langsung, tetapi kecekapan pengeluaran hidrogen kaedah ini (55% ~ 60%) adalah rendah, walaupun teknologi elektrolisis air SPE yang paling maju diguna pakai di Amerika Syarikat, kecekapan elektrolitik. meningkat kepada 90%. Tetapi oleh kerana kebanyakan loji kuasa nuklear pada masa ini hanya menukar haba kepada elektrik pada kecekapan sekitar 35%, jumlah kecekapan akhir pengeluaran hidrogen daripada elektrolisis air dalam tenaga nuklear hanya 30%.

Pengeluaran hidrogen terma-kimia adalah berdasarkan kitaran haba-kimia, menggandingkan reaktor nuklear dengan peranti pengeluaran hidrogen kitaran terma-kimia, menggunakan suhu tinggi yang disediakan oleh reaktor nuklear sebagai sumber haba, supaya air memangkinkan penguraian terma pada 800 ℃ hingga 1000 ℃, untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen. Berbanding dengan pengeluaran hidrogen air elektrolitik, kecekapan pengeluaran hidrogen termo kimia adalah lebih tinggi, jumlah kecekapan dijangka mencapai lebih daripada 50%, kosnya lebih rendah.