ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಎಂದರೇನು?

ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಆದ್ಯತೆಯ ವಿಧಾನವೆಂದು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಪ್ರಗತಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾದರೆ, ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಎಂದರೇನು?

ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಅಂದರೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ಮುಂದುವರಿದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್. ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳಿಲ್ಲದ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ನೀರು, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ, ಆದ್ದರಿಂದ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೂರೈಕೆಗೆ ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ. IAEA ಅಂದಾಜಿನ ಪ್ರಕಾರ, 250MW ಸಣ್ಣ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪರಮಾಣು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದಿನಕ್ಕೆ 50 ಟನ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು.

ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ತತ್ವವೆಂದರೆ ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಶಾಖವನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುವುದು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ತವಾದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವುದು. ಮತ್ತು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು. ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಹಲವು ಮಾರ್ಗಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ನೀರನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ, ಥರ್ಮೋಕೆಮಿಕಲ್ ಚಕ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಉಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಬಿರುಕುಗೊಳಿಸುವುದು, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ, ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು, ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಜೀವರಾಶಿ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿವೆ. ನೀರನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸುವಾಗ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು CO₂ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಮೂಲತಃ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ; ಇತರ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದರಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪರಮಾಣು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ನೀರಿನ ಬಳಕೆಯು ಪರಮಾಣು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸರಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಇನ್ನೂ ಪರಮಾಣು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸೇರಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿಜವಾದ ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನೀರನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಹೊಂದಿರುವ ಉಷ್ಣ ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರ, ಪರಮಾಣು ಶಾಖದ ಪೂರ್ಣ ಅಥವಾ ಭಾಗಶಃ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಉಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಭವಿಷ್ಯದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ: ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಜಲ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋಕೆಮಿಕಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ. ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮೇಲಿನ ಎರಡು ವಿಧಾನಗಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕ್ರಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

ಜಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಎಂದರೆ ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು, ಮತ್ತು ನಂತರ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ಸಾಧನದ ಮೂಲಕ ನೀರನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಗಿ ವಿಭಜಿಸುವುದು. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ನೀರಿನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನೇರ ಜಲಜನಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಈ ವಿಧಾನದ ಜಲಜನಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯು (55% ~ 60%) ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಮುಂದುವರಿದ SPE ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡರೂ ಸಹ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 90% ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಮಾಣು ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ಶಾಖವನ್ನು ಸುಮಾರು 35% ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದರಿಂದ, ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಅಂತಿಮ ಒಟ್ಟು ದಕ್ಷತೆಯು ಕೇವಲ 30% ಆಗಿದೆ.

ಉಷ್ಣ-ರಾಸಾಯನಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಉಷ್ಣ-ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಉಷ್ಣ-ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಧನದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸುತ್ತದೆ, ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಒದಗಿಸಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಶಾಖದ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ನೀರು 800℃ ರಿಂದ 1000℃ ವರೆಗೆ ಉಷ್ಣ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ನೀರಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಥರ್ಮೋ ಕೆಮಿಕಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ಒಟ್ಟು ದಕ್ಷತೆಯು 50% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಲುಪುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ, ವೆಚ್ಚ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.