परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन को व्यापक रूप से हाइड्रोजन उत्पादन की पसंदीदा विधि माना जाता है, लेकिन इसकी प्रगति धीमी प्रतीत होती है। तो, परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन क्या है?
परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन, यानी उन्नत हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया से जुड़े परमाणु रिएक्टरों का उपयोग, हाइड्रोजन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए किया जाता है। परमाणु ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन के कई फायदे हैं, जैसे ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन न होना, कच्चे माल के रूप में पानी का उपयोग, उच्च दक्षता और बड़े पैमाने पर उत्पादन। इसलिए, यह भविष्य में बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन आपूर्ति के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान है। आईएईए के अनुमानों के अनुसार, एक छोटा 250 मेगावाट का रिएक्टर उच्च तापमान वाली परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके प्रतिदिन 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। इससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम या समाप्त किया जा सकता 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, जिनमें जल को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके विद्युत अपघटन, ऊष्मा रासायनिक चक्र, उच्च तापमान पर भाप विद्युत अपघटन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन, हाइड्रोजन सल्फाइड को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके विखंडन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन, प्राकृतिक गैस, कोयला, जैवमास को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके प्रज्वलन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन आदि शामिल हैं। जल को कच्चे माल के रूप में उपयोग करने पर, संपूर्ण हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया में CO₂ का उत्पादन नहीं होता है, जिससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन लगभग समाप्त हो जाता है; अन्य स्रोतों से हाइड्रोजन उत्पादन करने पर केवल कार्बन उत्सर्जन कम होता है। इसके अलावा, परमाणु विद्युत अपघटन द्वारा जल का उपयोग परमाणु ऊर्जा उत्पादन और पारंपरिक विद्युत अपघटन का एक सरल संयोजन मात्र है, जो अभी भी परमाणु ऊर्जा उत्पादन के क्षेत्र में आता है और इसे आमतौर पर वास्तविक परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक नहीं माना जाता है। इसलिए, जल को कच्चे माल के रूप में उपयोग करने वाला ऊष्मा रासायनिक चक्र, परमाणु ऊष्मा का पूर्ण या आंशिक उपयोग और उच्च तापमान पर भाप विद्युत अपघटन को परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक की भविष्य की दिशा 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 इन दोनों तरीकों के लिए क्रमशः विद्युत ऊर्जा और ऊष्मा ऊर्जा प्रदान करते हैं।
हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जल के विद्युत अपघटन में परमाणु ऊर्जा का उपयोग करके बिजली उत्पन्न की जाती है, और फिर जल इलेक्ट्रोलाइटिक उपकरण के माध्यम से जल को हाइड्रोजन में विघटित किया जाता है। जल इलेक्ट्रोलाइटिक अपघटन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन एक अपेक्षाकृत प्रत्यक्ष विधि है, लेकिन इस विधि की हाइड्रोजन उत्पादन दक्षता (55% ~ 60%) कम है। यहां तक कि अगर अमेरिका में सबसे उन्नत एसपीई जल विद्युत अपघटन तकनीक को अपनाया जाता है, तो भी विद्युत अपघटन दक्षता 90% तक बढ़ जाती है। लेकिन चूंकि वर्तमान में अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र लगभग 35% दक्षता पर ही ऊष्मा को बिजली में परिवर्तित करते हैं, इसलिए परमाणु ऊर्जा में जल विद्युत अपघटन से हाइड्रोजन उत्पादन की अंतिम कुल दक्षता केवल 30% है।
ऊष्मीय-रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन ऊष्मीय-रासायनिक चक्र पर आधारित है, जिसमें एक परमाणु रिएक्टर को ऊष्मीय-रासायनिक चक्र हाइड्रोजन उत्पादन उपकरण के साथ जोड़ा जाता है। परमाणु रिएक्टर द्वारा प्रदान किए गए उच्च तापमान का उपयोग ऊष्मा स्रोत के रूप में किया जाता है, जिससे जल 800℃ से 1000℃ के तापमान पर ऊष्मीय अपघटन द्वारा उत्प्रेरित होकर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन करता है। इलेक्ट्रोलाइटिक जल हाइड्रोजन उत्पादन की तुलना में, ऊष्मीय-रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन की दक्षता अधिक है, कुल दक्षता 50% से अधिक होने की उम्मीद है, और लागत भी कम है।
पोस्ट करने का समय: 28 फरवरी 2023