Что такое ядерное производство водорода?

Ядерное производство водорода широко считается предпочтительным методом крупномасштабного производства водорода, но, похоже, оно продвигается медленно. Итак, что же такое ядерное производство водорода?

Ядерное производство водорода, то есть ядерный реактор в сочетании с передовым процессом производства водорода для массового производства водорода. Производство водорода из ядерной энергии имеет такие преимущества, как отсутствие парниковых газов, вода в качестве сырья, высокая эффективность и большие масштабы, поэтому это важное решение для крупномасштабных поставок водорода в будущем. По оценкам МАГАТЭ, небольшой реактор мощностью 250 МВт может производить 50 тонн водорода в день с помощью высокотемпературных ядерных реакций.

Принцип производства водорода в ядерной энергетике заключается в использовании тепла, вырабатываемого ядерным реактором, в качестве источника энергии для производства водорода, а также в реализации эффективного и крупномасштабного производства водорода путем выбора соответствующей технологии. И сократить или даже исключить выбросы парниковых газов. Принципиальная схема получения водорода из атомной энергетики представлена ​​на рисунке.

0

Существует множество способов преобразования ядерной энергии в водородную энергию, включая воду в качестве сырья посредством электролиза, термохимический цикл, высокотемпературный паровой электролиз, производство водорода, сероводород в качестве сырья, крекинг, производство водорода, природный газ, уголь, биомассу в качестве сырья, пиролиз водорода. производство и т. д. При использовании воды в качестве сырья весь процесс производства водорода не производит CO₂, что может практически исключить выбросы парниковых газов; Производство водорода из других источников только снижает выбросы углерода. Кроме того, использование воды, полученной при ядерном электролизе, представляет собой всего лишь простую комбинацию производства ядерной энергии и традиционного электролиза, который до сих пор относится к области производства ядерной энергии и обычно не считается настоящей технологией производства ядерного водорода. Таким образом, термохимический цикл с водой в качестве сырья, полное или частичное использование ядерного тепла и высокотемпературный паровой электролиз считаются будущим направлением технологии ядерного производства водорода.

0 (1)

В настоящее время в атомной энергетике существует два основных способа получения водорода: электролитическое производство водорода в воде и термохимическое производство водорода. Ядерные реакторы обеспечивают электрическую и тепловую энергию соответственно для двух вышеуказанных способов производства водорода.

Электролиз воды для получения водорода заключается в использовании ядерной энергии для выработки электроэнергии, а затем с помощью водоэлектролитического устройства для разложения воды на водород. Производство водорода с помощью электролитической воды является относительно прямым методом производства водорода, но эффективность производства водорода этим методом (55% ~ 60%) низка, даже если в Соединенных Штатах принята самая передовая технология электролиза воды SPE, электролитическая эффективность увеличивается до 90%. Но поскольку большинство атомных электростанций в настоящее время преобразуют тепло в электричество только с КПД около 35%, окончательный общий КПД производства водорода путем электролиза воды в ядерной энергетике составляет всего 30%.

Термическое производство водорода основано на термохимическом цикле, соединяющем ядерный реактор с устройством для производства водорода с термохимическим циклом, используя высокую температуру, обеспечиваемую ядерным реактором, в качестве источника тепла, так что вода катализирует термическое разложение при 800 ℃. до 1000 ℃, чтобы производить водород и кислород. По сравнению с электролитическим производством водного водорода эффективность термохимического производства водорода выше, ожидается, что общий КПД достигнет более 50%, а стоимость будет ниже.


Время публикации: 28 февраля 2023 г.
Онлайн-чат WhatsApp!