Nüvə hidrogen istehsalı nədir?

Nüvə hidrogen istehsalı genişmiqyaslı hidrogen istehsalı üçün üstünlük verilən üsul hesab olunur, lakin görünür, bu proses yavaş-yavaş irəliləyir. Bəs nüvə hidrogen istehsalı nədir?

Nüvə hidrogen istehsalı, yəni hidrogenin kütləvi istehsalı üçün qabaqcıl hidrogen istehsalı prosesi ilə birləşdirilmiş nüvə reaktoru. Nüvə enerjisindən hidrogen istehsalı istixana qazlarının olmaması, xammal kimi su, yüksək səmərəlilik və geniş miqyaslı üstünlüklərə malikdir, buna görə də gələcəkdə genişmiqyaslı hidrogen təchizatı üçün vacib bir həlldir. MAQATE-nin hesablamalarına görə, kiçik 250 MVt gücündə reaktor yüksək temperaturlu nüvə reaksiyalarından istifadə edərək gündə 50 ton hidrogen istehsal edə bilər.

Nüvə enerjisində hidrogen istehsalının prinsipi nüvə reaktorunun yaratdığı istiliyi hidrogen istehsalı üçün enerji mənbəyi kimi istifadə etmək və müvafiq texnologiyanı seçməklə səmərəli və genişmiqyaslı hidrogen istehsalını həyata keçirmək, istixana qazı tullantılarını azaltmaq və ya hətta tamamilə aradan qaldırmaqdır. Nüvə enerjisindən hidrogen istehsalının sxematik diaqramı şəkildə göstərilmişdir.

Nüvə enerjisini hidrogen enerjisinə çevirməyin bir çox yolu var, o cümlədən suyun xammal kimi elektroliz, termokimyəvi dövr, yüksək temperaturlu buxar elektrolizi hidrogen istehsalı, hidrogen sulfidin xammal kimi krekinq hidrogen istehsalı, təbii qaz, kömür, biokütlənin xammal kimi piroliz hidrogen istehsalı və s. vasitəsilə. Suyu xammal kimi istifadə edərkən, bütün hidrogen istehsalı prosesi CO₂ istehsal etmir ki, bu da əsasən istixana qazı tullantılarını aradan qaldıra bilər; digər mənbələrdən hidrogen istehsalı yalnız karbon tullantılarını azaldır. Bundan əlavə, nüvə elektroliz suyunun istifadəsi nüvə enerjisi istehsalı və ənənəvi elektrolizin sadə bir kombinasiyasıdır ki, bu da hələ də nüvə enerjisi istehsalı sahəsinə aiddir və ümumiyyətlə əsl nüvə hidrogen istehsalı texnologiyası hesab edilmir. Buna görə də, suyun xammal kimi istifadə edildiyi termokimyəvi dövr, nüvə istiliyinin tam və ya qismən istifadəsi və yüksək temperaturlu buxar elektrolizi nüvə hidrogen istehsalı texnologiyasının gələcək istiqamətini təmsil edir.

Hazırda nüvə enerjisində hidrogen istehsalının iki əsas yolu var: elektrolitik su hidrogen istehsalı və termokimyəvi hidrogen istehsalı. Nüvə reaktorları yuxarıda göstərilən iki hidrogen istehsalı yolu üçün müvafiq olaraq elektrik enerjisi və istilik enerjisi təmin edir.

Hidrogen istehsal etmək üçün suyun elektrolizi nüvə enerjisindən istifadə edərək elektrik enerjisi istehsal etmək və sonra su elektrolitik cihazı vasitəsilə suyu hidrogenə parçalamaqdır. Elektrolitik su ilə hidrogen istehsalı nisbətən birbaşa hidrogen istehsal üsuludur, lakin bu metodun hidrogen istehsal səmərəliliyi (55% ~ 60%) aşağıdır, hətta ən qabaqcıl SPE su elektroliz texnologiyası ABŞ-da tətbiq olunsa belə, elektrolitik səmərəlilik 90%-ə qədər artırılır. Lakin hazırda əksər nüvə elektrik stansiyaları istiliyi yalnız təxminən 35% səmərəliliklə elektrik enerjisinə çevirdiyindən, nüvə enerjisində su elektrolizindən hidrogen istehsalının son ümumi səmərəliliyi cəmi 30%-dir.

Termal-kimyəvi hidrogen istehsalı, nüvə reaktorunu istilik-kimyəvi dövrəli hidrogen istehsal cihazı ilə birləşdirən, nüvə reaktorunun təmin etdiyi yüksək temperaturdan istilik mənbəyi kimi istifadə edən istilik-kimyəvi dövrəyə əsaslanır ki, su 800℃-dən 1000℃-ə qədər istilik parçalanmasını katalizləşdirsin və beləliklə hidrogen və oksigen istehsal etsin. Elektrolitik su hidrogen istehsalı ilə müqayisədə termokimyəvi hidrogen istehsalının səmərəliliyi daha yüksəkdir, ümumi səmərəliliyin 50%-dən çox olması gözlənilir və maya dəyəri daha aşağıdır.