Шта је производња нуклеарног водоника?

Производња нуклеарног водоника се широко сматра пожељним методом за производњу водоника великих размера, али изгледа да споро напредује. Дакле, шта је производња нуклеарног водоника?

Производња нуклеарног водоника, односно нуклеарни реактор у комбинацији са напредним процесом производње водоника, за масовну производњу водоника. Производња водоника из нуклеарне енергије има предности одсуства гасова стаклене баште, воде као сировине, високе ефикасности и великог обима, тако да је важно решење за велике снабдевање водоником у будућности. Према проценама ИАЕА, мали реактор од 250 МВ може произвести 50 тона водоника дневно користећи нуклеарне реакције високе температуре.

Принцип производње водоника у нуклеарној енергији је да се топлота произведена у нуклеарном реактору користи као извор енергије за производњу водоника, а да се избором одговарајуће технологије реализује ефикасна и велика производња водоника. И смањити или чак елиминисати емисије гасова стаклене баште. Шематски дијаграм производње водоника из нуклеарне енергије је приказан на слици.

Постоји много начина да се нуклеарна енергија претвори у енергију водоника, укључујући воду као сировину кроз електролизу, термохемијски циклус, производњу водоника електролизом на високим температурама, водоник сулфид као сировину за крекирање производње водоника, природни гас, угаљ, биомасу као сировине, пиролизу водоника производња, итд. Када се користи вода као сировина, цео процес производње водоника не производи ЦО₂, који у основи може елиминисати гас стаклене баште емисије; Производња водоника из других извора само смањује емисије угљеника. Поред тога, употреба воде за нуклеарну електролизу је само једноставна комбинација производње нуклеарне енергије и традиционалне електролизе, која још увек припада области производње нуклеарне енергије и генерално се не сматра истинском технологијом производње нуклеарног водоника. Стога се сматра да термохемијски циклус са водом као сировином, потпуна или делимична употреба нуклеарне топлоте и електролиза паре на високим температурама представљају будући правац технологије производње нуклеарног водоника.

Тренутно постоје два главна начина производње водоника у нуклеарној енергији: производња водоника електролитичком водом и термохемијска производња водоника. Нуклеарни реактори обезбеђују електричну и топлотну енергију за горња два начина производње водоника.

Електролиза воде за производњу водоника је употреба нуклеарне енергије за генерисање електричне енергије, а затим кроз електролитички уређај за воду да се вода разгради у водоник. Производња водоника електролитичком водом је релативно директан метод производње водоника, али ефикасност производње водоника ове методе (55% ~ 60%) је ниска, чак и ако је најнапреднија технологија електролизе воде СПЕ усвојена у Сједињеним Државама, електролитичка ефикасност је повећан на 90%. Али пошто већина нуклеарних електрана тренутно само претвара топлоту у електричну енергију са ефикасношћу од око 35%, коначна укупна ефикасност производње водоника из водене електролизе у нуклеарној енергији је само 30%.

Термичко-хемијска производња водоника заснива се на термално-хемијском циклусу, спајајући нуклеарни реактор са уређајем за производњу водоника термичко-хемијског циклуса, користећи високу температуру коју нуклеарни реактор обезбеђује као извор топлоте, тако да вода катализује термичко разлагање на 800℃ до 1000 ℃, како би се произвео водоник и кисеоник. У поређењу са производњом водоника у електролитичкој води, ефикасност термохемијске производње водоника је већа, очекује се да ће укупна ефикасност достићи више од 50%, трошак је нижи.