Mi a nukleáris hidrogéntermelés?

A nukleáris hidrogéntermelést széles körben tekintik a nagyüzemi hidrogéntermelés preferált módszerének, de úgy tűnik, hogy ez lassan halad.Tehát mi az a nukleáris hidrogéntermelés?

Nukleáris hidrogéntermelés, azaz fejlett hidrogéngyártási eljárással összekapcsolt atomreaktor, hidrogén tömegtermelésére.Az atomenergiából történő hidrogéntermelés előnye az üvegházhatású gázok hiánya, a víz, mint nyersanyag, a nagy hatékonyság és a nagy lépték, így fontos megoldást jelent a jövőbeni nagyüzemi hidrogénellátásban.A NAÜ becslései szerint egy kisméretű, 250 MW-os reaktor napi 50 tonna hidrogént képes előállítani magas hőmérsékletű nukleáris reakciók segítségével.

Az atomenergiában a hidrogéntermelés elve az atomreaktor által termelt hő hidrogéntermelés energiaforrásaként való felhasználása, valamint a megfelelő technológia megválasztásával hatékony és nagyüzemi hidrogéntermelés megvalósítása.És csökkenteni, vagy akár megszüntetni az üvegházhatású gázok kibocsátását.Az atomenergiából történő hidrogéntermelés sematikus diagramja az ábrán látható.

Számos módja van a nukleáris energia hidrogénenergiává alakításának, beleértve a vizet, mint nyersanyagot elektrolízissel, termokémiai ciklussal, magas hőmérsékletű gőzelektrolízissel hidrogéntermeléssel, hidrogén-szulfiddal mint nyersanyaggal krakkoló hidrogéntermeléssel, földgázzal, szénnel, biomasszával, mint nyersanyag pirolízis hidrogénnel. gyártás stb.Ha vizet használunk nyersanyagként, a teljes hidrogéntermelési folyamat nem termel COâ-t, ami alapvetően kiküszöbölheti az üvegházhatású gázok kibocsátását;A hidrogén más forrásból történő előállítása csak csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.Ráadásul a nukleáris elektrolízises víz használata az atomenergia-termelés és a hagyományos elektrolízis egyszerű kombinációja, amely még mindig az atomenergia-termelés területéhez tartozik, és általában nem tekintik valódi nukleáris hidrogén-előállítási technológiának.Ezért a nukleáris hidrogén-előállítási technológia jövőbeli irányának tekintik a vízzel mint nyersanyaggal végzett termokémiai körfolyamatot, a nukleáris hő teljes vagy részleges felhasználását és a magas hőmérsékletű gőzelektrolízist.

Jelenleg két fő módja van a hidrogéntermelésnek az atomenergiában: elektrolitikus víz-hidrogéntermelés és termokémiai hidrogéntermelés. Az atomreaktorok villamos energiát, illetve hőenergiát szolgáltatnak a hidrogéntermelés fenti két módjához.

A víz elektrolízise hidrogén előállítására azt jelenti, hogy nukleáris energiát használnak elektromos áram előállítására, majd a víz elektrolitikus eszközén keresztül a vizet hidrogénné bontják.Az elektrolitikus vízzel történő hidrogéntermelés viszonylag közvetlen hidrogéntermelési módszer, de ennek a módszernek a hidrogéntermelési hatékonysága alacsony (55% ~ 60%), még akkor is, ha az Egyesült Államokban a legfejlettebb SPE vízelektrolízis technológiát alkalmazzák, az elektrolitikus hatásfok. 90%-ra emelkedik.De mivel a legtöbb atomerőmű jelenleg csak körülbelül 35%-os hatásfokkal alakítja át a hőt villamos energiává, az atomenergiában a víz elektrolízisével történő hidrogéntermelés végső összhatásfoka csak 30%.

A termikus-kémiai hidrogéntermelés a termikus-kémiai körfolyamaton alapul, az atomreaktor és a termikus-kémiai ciklusú hidrogéntermelő berendezés összekapcsolásával, az atomreaktor által biztosított magas hőmérséklet hőforrásként történő felhasználásával, így a víz 800 °C-on katalizálja a hőbomlást. és 1000 °C közötti hőmérsékleten, hogy hidrogént és oxigént termeljen.Az elektrolitikus víz-hidrogéntermeléshez képest a termokémiai hidrogéntermelés hatékonysága magasabb, a teljes hatásfok várhatóan több mint 50%, a költség alacsonyabb.