Ano ang produksyon ng nuclear hydrogen?

Ang produksyon ng nuclear hydrogen ay malawak na itinuturing na ginustong pamamaraan para sa malakihang produksyon ng hydrogen, ngunit tila ito ay umuunlad nang mabagal. Kaya, ano ang produksyon ng nuclear hydrogen?

Nuclear hydrogen production, iyon ay, nuclear reactor na isinama sa advanced na proseso ng produksyon ng hydrogen, para sa mass production ng hydrogen. Ang produksyon ng hydrogen mula sa nuclear energy ay may mga pakinabang ng walang greenhouse gases, tubig bilang hilaw na materyal, mataas na kahusayan at malakihang sukat, kaya ito ay isang mahalagang solusyon para sa malakihang supply ng hydrogen sa hinaharap. Ayon sa mga pagtatantya ng IAEA, ang isang maliit na 250MW reactor ay maaaring makagawa ng 50 toneladang hydrogen kada araw gamit ang mataas na temperatura na mga reaksyong nuklear.

Ang prinsipyo ng produksyon ng hydrogen sa nuclear energy ay ang paggamit ng init na nabuo ng nuclear reactor bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa produksyon ng hydrogen, at upang mapagtanto ang mahusay at malakihang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na teknolohiya. At bawasan o alisin pa nga ang mga greenhouse gas emissions. Ang schematic diagram ng produksyon ng hydrogen mula sa nuclear energy ay ipinapakita sa figure.

Mayroong maraming mga paraan upang i-convert ang nuclear energy sa hydrogen energy, kabilang ang tubig bilang raw material sa pamamagitan ng electrolysis, thermochemical cycle, high temperature steam electrolysis hydrogen production, hydrogen sulfide bilang raw material cracking hydrogen production, natural gas, coal, biomass bilang raw materials pyrolysis hydrogen produksyon, atbp. Kapag gumagamit ng tubig bilang hilaw na materyal, ang buong proseso ng produksyon ng hydrogen ay hindi gumagawa ng CO₂, na maaaring mag-alis ng mga greenhouse gas emissions; Ang paggawa ng hydrogen mula sa ibang mga pinagmumulan ay binabawasan lamang ang mga paglabas ng carbon. Bilang karagdagan, ang paggamit ng nuclear electrolysis water ay isang simpleng kumbinasyon lamang ng nuclear power generation at tradisyunal na electrolysis, na kabilang pa rin sa larangan ng nuclear power generation at sa pangkalahatan ay hindi itinuturing na isang tunay na nuclear hydrogen production technology. Samakatuwid, ang thermochemical cycle na may tubig bilang hilaw na materyal, buo o bahagyang paggamit ng nuclear heat at mataas na temperatura na steam electrolysis ay itinuturing na kumakatawan sa hinaharap na direksyon ng nuclear hydrogen production technology.

Sa kasalukuyan, mayroong dalawang pangunahing paraan ng produksyon ng hydrogen sa nuclear energy: electrolytic water hydrogen production at thermochemical hydrogen production. Ang mga nuclear reactor ay nagbibigay ng electric energy at heat energy ayon sa pagkakabanggit para sa dalawang paraan sa itaas ng hydrogen production.

Ang electrolysis ng tubig upang makabuo ng hydrogen ay ang paggamit ng nuclear energy upang makabuo ng kuryente, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng water electrolytic device upang mabulok ang tubig sa hydrogen. Ang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolytic water ay isang relatibong direktang paraan ng produksyon ng hydrogen, ngunit ang kahusayan ng produksyon ng hydrogen ng pamamaraang ito (55% ~ 60%) ay mababa, kahit na ang pinaka-advanced na SPE water electrolysis technology ay pinagtibay sa Estados Unidos, ang electrolytic efficiency ay tumaas sa 90%. Ngunit dahil karamihan sa mga nuclear power plant ay kasalukuyang nagko-convert lamang ng init sa kuryente sa humigit-kumulang 35% na kahusayan, ang panghuling kabuuang kahusayan ng produksyon ng hydrogen mula sa electrolysis ng tubig sa nuclear energy ay 30% lamang.

Ang produksyon ng thermal-kemikal na hydrogen ay nakabatay sa thermal-chemical cycle, na pinagsasama ang isang nuclear reactor na may isang thermal-chemical cycle na hydrogen production device, gamit ang mataas na temperatura na ibinigay ng nuclear reactor bilang pinagmumulan ng init, upang ang tubig ay makapag-catalyze ng thermal decomposition sa 800 ℃ sa 1000 ℃, upang makagawa ng hydrogen at oxygen. Kung ikukumpara sa electrolytic water hydrogen production, ang thermo chemical hydrogen production efficiency ay mas mataas, ang kabuuang kahusayan ay inaasahang maabot ang higit sa 50%, ang gastos ay mas mababa.