Ատոմային ջրածնի արտադրությունը լայնորեն համարվում է մեծածավալ ջրածնի արտադրության նախընտրելի մեթոդ, բայց, կարծես, այն դանդաղ է զարգանում: Այսպիսով, ի՞նչ է միջուկային ջրածնի արտադրությունը:
Ատոմային ջրածնի արտադրություն, այսինքն՝ միջուկային ռեակտոր՝ զուգակցված առաջադեմ ջրածնի արտադրության գործընթացի հետ, ջրածնի զանգվածային արտադրության համար: Ատոմային էներգիայից ջրածնի արտադրությունն ունի ջերմոցային գազերի բացակայության, ջուրը որպես հումք, բարձր արդյունավետության և մեծածավալ արտադրության առավելություններ, ուստի այն կարևոր լուծում է ապագայում ջրածնի մեծածավալ մատակարարման համար: Ատոմային էներգիայի միջազգային գործակալության գնահատականների համաձայն, 250 ՄՎտ հզորությամբ փոքր ռեակտորը կարող է օրական արտադրել 50 տոննա ջրածին՝ օգտագործելով բարձր ջերմաստիճանի միջուկային ռեակցիաներ:
Ատոմային էներգետիկայում ջրածնի արտադրության սկզբունքն այն է, որ միջուկային ռեակտորի կողմից առաջացած ջերմությունը օգտագործվի որպես ջրածնի արտադրության էներգիայի աղբյուր և համապատասխան տեխնոլոգիա ընտրելով՝ իրականացվի ջրածնի արդյունավետ և մեծածավալ արտադրություն, ինչպես նաև նվազեցվեն կամ նույնիսկ վերացվեն ջերմոցային գազերի արտանետումները: Ատոմային էներգիայից ջրածնի արտադրության սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկարում:
Ատոմային էներգիան ջրածնային էներգիայի վերածելու բազմաթիվ եղանակներ կան, այդ թվում՝ ջուրը որպես հումք էլեկտրոլիզի միջոցով, ջերմաքիմիական ցիկլը, բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու էլեկտրոլիզը, ջրածնի արտադրությունը, ջրածնի սուլֆիդը որպես հումք՝ ջրածնի կրեկինգը, բնական գազը, ածուխը, կենսազանգվածը որպես հումք՝ պիրոլիզի ջրածնի արտադրությունը և այլն: Երբ ջուրը որպես հումք օգտագործվում է, ջրածնի արտադրության ամբողջ գործընթացը չի առաջացնում CO₂, որը կարող է հիմնականում վերացնել ջերմոցային գազերի արտանետումները. այլ աղբյուրներից ջրածնի արտադրությունը միայն նվազեցնում է ածխածնի արտանետումները: Բացի այդ, միջուկային էլեկտրոլիզի ջրի օգտագործումը ատոմային էներգիայի արտադրության և ավանդական էլեկտրոլիզի պարզ համադրություն է, որը դեռևս պատկանում է ատոմային էներգիայի արտադրության ոլորտին և ընդհանուր առմամբ չի համարվում միջուկային ջրածնի արտադրության իրական տեխնոլոգիա: Հետևաբար, ջերմաքիմիական ցիկլը, որտեղ ջուրը որպես հումք է, միջուկային ջերմության լրիվ կամ մասնակի օգտագործումը և բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու էլեկտրոլիզը համարվում են միջուկային ջրածնի արտադրության տեխնոլոգիայի ապագա ուղղությունը:
Ներկայումս միջուկային էներգետիկայում ջրածնի ստացման երկու հիմնական եղանակ կա՝ էլեկտրոլիտիկ ջրածնի ստացում և ջերմաքիմիական ջրածնի ստացում: Ատոմային ռեակտորները համապատասխանաբար ապահովում են էլեկտրական և ջերմային էներգիա ջրածնի ստացման վերը նշված երկու եղանակների համար:
Ջրածնի ստացման համար ջրի էլեկտրոլիզը միջուկային էներգիայի օգտագործումն է՝ էլեկտրաէներգիա ստանալու համար, ապա ջրաէլեկտրոլիտիկ սարքի միջոցով ջուրը ջրածնի քայքայելու համար։ Էլեկտրոլիտիկ ջրով ջրածնի ստացումը համեմատաբար ուղղակի ջրածնի ստացման մեթոդ է, սակայն այս մեթոդի ջրածնի ստացման արդյունավետությունը (55% ~ 60%) ցածր է, նույնիսկ եթե Միացյալ Նահանգներում ընդունվի SPE ջրի էլեկտրոլիզի ամենաառաջադեմ տեխնոլոգիան, էլեկտրոլիտիկ արդյունավետությունը բարձրանում է մինչև 90%։ Սակայն, քանի որ ատոմակայանների մեծ մասը ներկայումս ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի է վերածում միայն մոտ 35% արդյունավետությամբ, ատոմային էներգիայի մեջ ջրի էլեկտրոլիզից ջրածնի ստացման վերջնական ընդհանուր արդյունավետությունը կազմում է ընդամենը 30%։
Ջերմաքիմիական ջրածնի արտադրությունը հիմնված է ջերմաքիմիական ցիկլի վրա, որը ներառում է միջուկային ռեակտորի և ջերմաքիմիական ցիկլի ջրածնի արտադրության սարքի միացում, միջուկային ռեակտորի կողմից ապահովվող բարձր ջերմաստիճանը որպես ջերմային աղբյուր օգտագործելով, որպեսզի ջուրը կատալիզացնի ջերմային քայքայումը 800℃-ից մինչև 1000℃ ջերմաստիճանում՝ ջրածին և թթվածին արտադրելու համար։ Էլեկտրոլիտիկ ջրածնի արտադրության համեմատ, ջերմաքիմիական ջրածնի արտադրության արդյունավետությունն ավելի բարձր է, ընդհանուր արդյունավետությունը, կանխատեսվում է, կհասնի ավելի քան 50%-ի, իսկ արժեքը՝ ավելի ցածր։
Հրապարակման ժամանակը. Փետրվարի 28-2023