A nukleáris hidrogéntermelést széles körben a nagymértékű hidrogéntermelés előnyben részesített módszerének tekintik, de úgy tűnik, hogy lassan halad. Szóval, mi is az a nukleáris hidrogéntermelés?
Nukleáris hidrogéntermelés, azaz atomreaktor és fejlett hidrogéntermelési eljárás összekapcsolása tömeges hidrogéntermeléshez. A hidrogén nukleáris energiából történő előállításának előnyei közé tartozik az üvegházhatású gázok hiánya, a víz mint nyersanyag, a magas hatásfok és a nagy lépték, így fontos megoldást jelent a jövőbeli nagyméretű hidrogénellátáshoz. A NAÜ becslései szerint egy kis, 250 MW-os reaktor napi 50 tonna hidrogént képes előállítani magas hőmérsékletű nukleáris reakciók segítségével.
A hidrogéntermelés atomenergiában az atomreaktor által termelt hő energiaforrásként való felhasználása, valamint a megfelelő technológia kiválasztásával hatékony és nagymértékű hidrogéntermelés megvalósítása. Valamint az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése vagy akár megszüntetése. Az atomenergiából történő hidrogéntermelés vázlatos rajza az ábrán látható.
Számos módja van a nukleáris energia hidrogénenergiává alakításának, beleértve a víz, mint nyersanyag elektrolízissel, termokémiai ciklust, magas hőmérsékletű gőzelektrolízis hidrogéntermelést, hidrogén-szulfid nyersanyagként hidrogéntermelés krakkolása, földgáz, szén, biomassza nyersanyagként pirolízis hidrogéntermelés stb. Ha vizet használnak nyersanyagként, a teljes hidrogéntermelési folyamat nem termel CO₂-t, ami alapvetően kiküszöbölheti az üvegházhatású gázok kibocsátását; a hidrogén más forrásokból történő előállítása csak a szén-dioxid-kibocsátást csökkenti. Ezenkívül a nukleáris elektrolízisvíz használata csak az atomenergia-termelés és a hagyományos elektrolízis egyszerű kombinációja, amely továbbra is az atomenergia-termelés területéhez tartozik, és általában nem tekinthető valódi nukleáris hidrogéntermelési technológiának. Ezért a víz, mint nyersanyag felhasználásával végzett termokémiai ciklus, a nukleáris hő teljes vagy részleges felhasználása és a magas hőmérsékletű gőzelektrolízis a nukleáris hidrogéntermelési technológia jövőbeli irányát képviseli.
Jelenleg a hidrogéntermelésnek két fő módja van az atomenergiában: elektrolitikus vízből történő hidrogéntermelés és termokémiai hidrogéntermelés. Az atomreaktorok rendre elektromos, illetve hőenergiát biztosítanak a hidrogéntermelés fenti két módjához.
A víz elektrolízise hidrogén előállításához nukleáris energia felhasználását jelenti villamos energia előállítására, majd a víz elektrolízises berendezésén keresztül a víz hidrogénné bontását. A hidrogéntermelés elektrolízissel a vízben viszonylag közvetlen hidrogéntermelési módszer, de ennek a módszernek a hidrogéntermelési hatékonysága (55% ~ 60%) alacsony, még ha az Egyesült Államokban a legfejlettebb SPE vízelektrolízis technológiát alkalmazzák is, az elektrolízis hatékonysága 90%-ra nő. Mivel azonban a legtöbb atomerőmű jelenleg csak körülbelül 35%-os hatékonysággal alakítja át a hőt villamos energiává, a vízelektrolízisből származó hidrogéntermelés végső teljes hatékonysága a nukleáris energiában mindössze 30%.
A termikus-kémiai hidrogéntermelés a termikus-kémiai cikluson alapul, amely egy atomreaktort egy termikus-kémiai ciklusú hidrogéntermelő berendezéssel összekapcsol, és az atomreaktor által biztosított magas hőmérsékletet hőforrásként használja fel, így a víz 800℃ és 1000℃ között katalizálja a termikus bomlást, így hidrogént és oxigént állít elő. Az elektrolitikus vízből történő hidrogéntermeléshez képest a termokémiai hidrogéntermelés hatékonysága magasabb, a teljes hatásfok várhatóan eléri az 50%-ot, a költségek pedig alacsonyabbak.
Közzététel ideje: 2023. február 28.