परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन क्या है?

परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन को बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सबसे पसंदीदा तरीका माना जाता है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह धीरे-धीरे आगे बढ़ रहा है। तो, परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन क्या है?

परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन, यानी हाइड्रोजन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उन्नत हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के साथ परमाणु रिएक्टर का संयोजन। परमाणु ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन के फायदे हैं कि इसमें ग्रीनहाउस गैसें नहीं होतीं, कच्चे माल के रूप में पानी होता है, उच्च दक्षता और बड़े पैमाने पर उत्पादन होता है, इसलिए यह भविष्य में बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन आपूर्ति के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान है। IAEA के अनुमान के अनुसार, एक छोटा 250MW रिएक्टर उच्च तापमान परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके प्रति दिन 50 टन हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकता है।

परमाणु ऊर्जा में हाइड्रोजन उत्पादन का सिद्धांत परमाणु रिएक्टर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को हाइड्रोजन उत्पादन के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करना है, और उपयुक्त प्रौद्योगिकी का चयन करके कुशल और बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन को साकार करना है। और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करना या पूरी तरह से समाप्त करना है। परमाणु ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन का योजनाबद्ध आरेख चित्र में दिखाया गया है।

परमाणु ऊर्जा को हाइड्रोजन ऊर्जा में परिवर्तित करने के कई तरीके हैं, जिसमें इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से कच्चे माल के रूप में पानी, थर्मोकेमिकल चक्र, उच्च तापमान भाप इलेक्ट्रोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन, कच्चे माल के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड क्रैकिंग हाइड्रोजन उत्पादन, प्राकृतिक गैस, कोयला, कच्चे माल के रूप में बायोमास पायरोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन आदि शामिल हैं। कच्चे माल के रूप में पानी का उपयोग करते समय, संपूर्ण हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया CO₂ का उत्पादन नहीं करती है, जो मूल रूप से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को समाप्त कर सकती है; अन्य स्रोतों से हाइड्रोजन का उत्पादन केवल कार्बन उत्सर्जन को कम करता है। इसके अलावा, परमाणु इलेक्ट्रोलिसिस पानी का उपयोग परमाणु ऊर्जा उत्पादन और पारंपरिक इलेक्ट्रोलिसिस का एक सरल संयोजन है, जो अभी भी परमाणु ऊर्जा उत्पादन के क्षेत्र से संबंधित है और आमतौर पर एक सच्चे परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक के रूप में नहीं माना जाता है।

वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा में हाइड्रोजन उत्पादन के दो मुख्य तरीके हैं: इलेक्ट्रोलाइटिक जल हाइड्रोजन उत्पादन और थर्मोकेमिकल हाइड्रोजन उत्पादन। परमाणु रिएक्टर हाइड्रोजन उत्पादन के उपरोक्त दो तरीकों के लिए क्रमशः विद्युत ऊर्जा और ऊष्मा ऊर्जा प्रदान करते हैं।

हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए पानी का इलेक्ट्रोलिसिस परमाणु ऊर्जा का उपयोग करके बिजली उत्पन्न करना है, और फिर पानी के इलेक्ट्रोलाइटिक उपकरण के माध्यम से पानी को हाइड्रोजन में विघटित करना है। इलेक्ट्रोलाइटिक पानी द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन एक अपेक्षाकृत प्रत्यक्ष हाइड्रोजन उत्पादन विधि है, लेकिन इस विधि की हाइड्रोजन उत्पादन दक्षता (55% ~ 60%) कम है, भले ही संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे उन्नत एसपीई जल इलेक्ट्रोलिसिस तकनीक को अपनाया जाए, इलेक्ट्रोलाइटिक दक्षता 90% तक बढ़ जाती है। लेकिन चूंकि अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र वर्तमान में केवल 35% दक्षता पर गर्मी को बिजली में परिवर्तित करते हैं, इसलिए परमाणु ऊर्जा में जल इलेक्ट्रोलिसिस से हाइड्रोजन उत्पादन की अंतिम कुल दक्षता केवल 30% है।

थर्मल-केमिकल हाइड्रोजन उत्पादन थर्मल-केमिकल चक्र पर आधारित है, एक परमाणु रिएक्टर को थर्मल-केमिकल चक्र हाइड्रोजन उत्पादन उपकरण के साथ युग्मित किया जाता है, परमाणु रिएक्टर द्वारा प्रदान किए गए उच्च तापमान को ऊष्मा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, ताकि पानी 800 ℃ से 1000 ℃ पर थर्मल अपघटन को उत्प्रेरित करे, ताकि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन हो सके। इलेक्ट्रोलाइटिक जल हाइड्रोजन उत्पादन की तुलना में, थर्मो केमिकल हाइड्रोजन उत्पादन दक्षता अधिक है, कुल दक्षता 50% से अधिक तक पहुंचने की उम्मीद है, लागत कम है।