Hva er kjernefysisk hydrogenproduksjon?

Kjernefysisk hydrogenproduksjon er ansett som den foretrukne metoden for storskala hydrogenproduksjon, men det ser ut til å gå sakte. Så, hva er kjernefysisk hydrogenproduksjon?

Kjernefysisk hydrogenproduksjon, det vil si atomreaktor kombinert med avansert hydrogenproduksjonsprosess, for masseproduksjon av hydrogen. Hydrogenproduksjon fra kjernekraft har fordelene med ingen klimagasser, vann som råstoff, høy effektivitet og stor skala, så det er en viktig løsning for storskala hydrogenforsyning i fremtiden. I følge IAEA-anslag kan en liten reaktor på 250 MW produsere 50 tonn hydrogen per dag ved hjelp av kjernefysiske reaksjoner med høy temperatur.

Prinsippet for hydrogenproduksjon i kjernekraft er å bruke varmen som genereres av atomreaktoren som energikilde for hydrogenproduksjon, og å realisere effektiv og storskala hydrogenproduksjon ved å velge passende teknologi. Og redusere eller til og med eliminere klimagassutslipp. Det skjematiske diagrammet over hydrogenproduksjon fra kjernekraft er vist i figuren.

Det er mange måter å konvertere kjernekraft til hydrogenenergi, inkludert vann som råstoff gjennom elektrolyse, termokjemisk syklus, høytemperatur dampelektrolyse hydrogenproduksjon, hydrogensulfid som råmateriale cracking hydrogenproduksjon, naturgass, kull, biomasse som råmateriale pyrolyse hydrogen produksjon osv. Ved bruk av vann som råstoff produserer ikke hele hydrogenproduksjonsprosessen CO₂, som i utgangspunktet kan eliminere klimagasser utslipp; Å produsere hydrogen fra andre kilder reduserer bare karbonutslipp. I tillegg er bruken av kjernefysisk elektrolysevann bare en enkel kombinasjon av kjernekraftproduksjon og tradisjonell elektrolyse, som fortsatt tilhører feltet kjernekraftproduksjon og generelt ikke anses som en ekte kjernefysisk hydrogenproduksjonsteknologi. Derfor anses den termokjemiske syklusen med vann som råstoff, hel eller delvis bruk av kjernefysisk varme og høytemperatur dampelektrolyse å representere den fremtidige retningen for produksjonsteknologi for kjernefysisk hydrogen.

For tiden er det to hovedmåter for hydrogenproduksjon i kjernekraft: elektrolytisk vannhydrogenproduksjon og termokjemisk hydrogenproduksjon. Atomreaktorer gir henholdsvis elektrisk energi og varmeenergi for de to ovennevnte måtene for hydrogenproduksjon.

Elektrolyse av vann for å produsere hydrogen er å bruke kjernekraft til å generere elektrisitet, og deretter gjennom vannelektrolyseapparatet for å dekomponere vann til hydrogen. Hydrogenproduksjon med elektrolytisk vann er en relativt direkte hydrogenproduksjonsmetode, men hydrogenproduksjonseffektiviteten til denne metoden (55% ~ 60%) er lav, selv om den mest avanserte SPE-vannelektrolyseteknologien er tatt i bruk i USA, elektrolytisk effektivitet økes til 90 %. Men siden de fleste kjernekraftverk foreløpig kun konverterer varme til elektrisitet med rundt 35 % effektivitet, er den endelige totale effektiviteten for hydrogenproduksjon fra vannelektrolyse i kjernekraft bare 30 %.

Termisk-kjemisk hydrogenproduksjon er basert på termisk-kjemisk syklus, som kobler en atomreaktor med en termisk-kjemisk syklus hydrogenproduksjonsenhet, ved å bruke den høye temperaturen levert av atomreaktoren som varmekilde, slik at vann katalyserer termisk dekomponering ved 800 ℃ til 1000 ℃, for å produsere hydrogen og oksygen. Sammenlignet med elektrolytisk vannhydrogenproduksjon, er termokjemisk hydrogenproduksjonseffektivitet høyere, den totale effektiviteten forventes å nå mer enn 50%, kostnadene er lavere.