Nükleer hidrojen üretimi nedir?

Nükleer hidrojen üretimi, geniş ölçekli hidrojen üretimi için tercih edilen yöntem olarak kabul ediliyor ancak yavaş ilerliyor gibi görünüyor. Peki nükleer hidrojen üretimi nedir?

Nükleer hidrojen üretimi, yani hidrojenin seri üretimi için ileri hidrojen üretim prosesiyle birleştirilmiş nükleer reaktör. Nükleer enerjiden hidrojen üretimi, sera gazı içermemesi, hammadde olarak su, yüksek verimlilik ve büyük ölçekli avantajlara sahip olduğundan gelecekte büyük ölçekli hidrojen tedariği için önemli bir çözümdür. UAEA'nın tahminlerine göre 250 MW'lık küçük bir reaktör, yüksek sıcaklıktaki nükleer reaksiyonları kullanarak günde 50 ton hidrojen üretebiliyor.

Nükleer enerjide hidrojen üretiminin prensibi, nükleer reaktörde üretilen ısının hidrojen üretimi için enerji kaynağı olarak kullanılması ve uygun teknolojinin seçilmesiyle verimli ve büyük ölçekli hidrojen üretiminin gerçekleştirilmesidir. Ve sera gazı emisyonlarını azaltın, hatta ortadan kaldırın. Nükleer enerjiden hidrojen üretiminin şematik diyagramı şekilde gösterilmektedir.

Nükleer enerjiyi hidrojen enerjisine dönüştürmenin birçok yolu vardır; bunlar arasında elektroliz yoluyla hammadde olarak su, termokimyasal döngü, yüksek sıcaklıkta buhar elektrolizi, hidrojen üretimi, hidrojen üretimini parçalayan hammadde olarak hidrojen sülfür, doğal gaz, kömür, hammadde olarak piroliz hidrojen gibi biyokütle bulunur. üretim vb. Hammadde olarak su kullanıldığında, hidrojen üretim sürecinin tamamı CO₂ üretmez, bu da temel olarak sera gazı emisyonlarını ortadan kaldırabilir; Hidrojenin başka kaynaklardan üretilmesi yalnızca karbon emisyonlarını azaltır. Ek olarak, nükleer elektroliz suyunun kullanımı, hala nükleer enerji üretimi alanına ait olan ve genellikle gerçek bir nükleer hidrojen üretim teknolojisi olarak kabul edilmeyen, nükleer enerji üretimi ile geleneksel elektrolizin basit bir birleşimidir. Bu nedenle, hammadde olarak su içeren termokimyasal döngü, nükleer ısının tam veya kısmi kullanımı ve yüksek sıcaklıkta buhar elektrolizi, nükleer hidrojen üretim teknolojisinin gelecekteki yönünü temsil ettiği düşünülmektedir.

Günümüzde nükleer enerjide hidrojen üretiminin iki ana yolu vardır: elektrolitik su hidrojen üretimi ve termokimyasal hidrojen üretimi. Nükleer reaktörler, yukarıdaki iki hidrojen üretimi yolu için sırasıyla elektrik enerjisi ve ısı enerjisi sağlar.

Hidrojen üretmek için suyun elektrolizi, elektrik üretmek için nükleer enerjiyi kullanmak ve daha sonra su elektrolitik cihazı aracılığıyla suyu hidrojene ayrıştırmaktır. Elektrolitik su ile hidrojen üretimi nispeten doğrudan bir hidrojen üretim yöntemidir, ancak bu yöntemin hidrojen üretim verimliliği (%55 ~ %60) düşüktür, en gelişmiş SPE su elektroliz teknolojisi Amerika Birleşik Devletleri'nde benimsenmiş olsa bile, elektrolitik verimlilik %90'a çıkarılır. Ancak nükleer enerji santrallerinin çoğu şu anda ısıyı yalnızca %35 civarında verimlilikle elektriğe dönüştürdüğünden, nükleer enerjide su elektrolizinden hidrojen üretiminin nihai toplam verimliliği yalnızca %30'dur.

Termal-kimyasal hidrojen üretimi, nükleer reaktör tarafından sağlanan yüksek sıcaklığı bir ısı kaynağı olarak kullanarak bir nükleer reaktörü bir termal-kimyasal döngü hidrojen üretim cihazıyla birleştiren termal-kimyasal döngüye dayanır, böylece su 800 ° C'de termal ayrışmayı katalize eder. Hidrojen ve oksijen üretmek için 1000 ° C'ye kadar. Elektrolitik su hidrojen üretimi ile karşılaştırıldığında, termokimyasal hidrojen üretim verimliliği daha yüksektir, toplam verimliliğin %50'den fazla olması beklenir, maliyet daha düşüktür.