Ce este producția de hidrogen nuclear?

Producția de hidrogen nuclear este considerată pe scară largă metoda preferată pentru producția de hidrogen pe scară largă, dar pare să progreseze lent. Deci, ce este producția de hidrogen nuclear?

Producția de hidrogen nuclear, adică reactor nuclear cuplat cu un proces avansat de producere a hidrogenului, pentru producerea în masă a hidrogenului. Producția de hidrogen din energia nucleară are avantajele lipsei de gaze cu efect de seră, a apei ca materie primă, a eficienței ridicate și la scară largă, deci este o soluție importantă pentru furnizarea de hidrogen pe scară largă în viitor. Potrivit estimărilor AIEA, un reactor mic de 250 MW poate produce 50 de tone de hidrogen pe zi folosind reacții nucleare la temperatură înaltă.

Principiul producției de hidrogen în energia nucleară este de a utiliza căldura generată de reactorul nuclear ca sursă de energie pentru producerea hidrogenului și de a realiza o producție eficientă și la scară largă de hidrogen prin selectarea tehnologiei adecvate. Și reduceți sau chiar eliminați emisiile de gaze cu efect de seră. Schema schematică a producției de hidrogen din energia nucleară este prezentată în figură.

Există multe modalități de a converti energia nucleară în energie hidrogen, inclusiv apa ca materie primă prin electroliză, ciclu termochimic, producerea de hidrogen prin electroliză cu abur la temperatură înaltă, hidrogen sulfurat ca materie primă cracare producția de hidrogen, gaz natural, cărbune, biomasă ca materii prime piroliza hidrogen producție etc. Când se folosește apa ca materie primă, întregul proces de producție a hidrogenului nu produce CO₂, care poate elimina practic emisiile de gaze cu efect de seră; Producerea hidrogenului din alte surse reduce doar emisiile de carbon. În plus, utilizarea apei de electroliză nucleară este doar o simplă combinație de generare de energie nucleară și electroliză tradițională, care încă aparține domeniului producerii de energie nucleară și, în general, nu este considerată o adevărată tehnologie de producere a hidrogenului nuclear. Prin urmare, ciclul termochimic cu apa ca materie primă, utilizarea totală sau parțială a căldurii nucleare și electroliza cu abur la temperatură înaltă sunt considerate a reprezenta direcția viitoare a tehnologiei de producere a hidrogenului nuclear.

În prezent, există două moduri principale de producere a hidrogenului în energia nucleară: producția de hidrogen în apă electrolitică și producția de hidrogen termochimic. Reactoarele nucleare furnizează energie electrică și, respectiv, energie termică pentru cele două moduri de mai sus de producere a hidrogenului.

Electroliza apei pentru a produce hidrogen este utilizarea energiei nucleare pentru a genera electricitate, iar apoi prin intermediul dispozitivului electrolitic de apă pentru a descompune apa în hidrogen. Producția de hidrogen prin apă electrolitică este o metodă de producere a hidrogenului relativ directă, dar eficiența producției de hidrogen a acestei metode (55% ~ 60%) este scăzută, chiar dacă cea mai avansată tehnologie de electroliză a apei SPE este adoptată în Statele Unite, eficiența electrolitică. este crescută la 90%. Dar, deoarece majoritatea centralelor nucleare convertesc în prezent căldura în electricitate doar cu o eficiență de aproximativ 35%, eficiența totală finală a producției de hidrogen din electroliza apei în energia nucleară este de doar 30%.

Producția de hidrogen termo-chimic se bazează pe ciclul termo-chimic, cuplând un reactor nuclear cu un dispozitiv de producere a hidrogenului cu ciclu termo-chimic, folosind temperatura ridicată furnizată de reactorul nuclear ca sursă de căldură, astfel încât apa catalizează descompunerea termică la 800℃ la 1000℃, astfel încât să producă hidrogen și oxigen. În comparație cu producția de hidrogen în apă electrolitică, eficiența producției de hidrogen termochimic este mai mare, eficiența totală este de așteptat să atingă mai mult de 50%, costul este mai mic.