Што е производство на нуклеарен водород?

Производството на нуклеарен водород се смета за претпочитан метод за производство на водород во големи размери, но се чини дека напредува бавно. Па, што е производство на нуклеарен водород?

Производство на нуклеарен водород, односно нуклеарен реактор поврзан со напреден процес на производство на водород, за масовно производство на водород. Производството на водород од нуклеарна енергија има предности како што се отсуството на стакленички гасови, водата како суровина, високата ефикасност и големиот обем, па затоа е важно решение за снабдување со водород на големи размери во иднина. Според проценките на МААЕ, мал реактор од 250 MW може да произведува 50 тони водород дневно користејќи нуклеарни реакции на висока температура.

Принципот на производство на водород во нуклеарната енергија е да се користи топлината генерирана од нуклеарниот реактор како извор на енергија за производство на водород и да се реализира ефикасно и големо производство на водород со избирање на соодветна технологија. И да се намалат или дури и да се елиминираат емисиите на стакленички гасови. Шематски дијаграм на производство на водород од нуклеарна енергија е прикажан на сликата.

Постојат многу начини за претворање на нуклеарната енергија во енергија од водород, вклучувајќи ја водата како суровина преку електролиза, термохемиски циклус, производство на водород со електролиза на висока температура, производство на водород со крекинг на водород, природен гас, јаглен, биомаса како суровини, производство на водород со пиролиза итн. Кога се користи вода како суровина, целиот процес на производство на водород не произведува CO₂, што во основа може да ги елиминира емисиите на стакленички гасови; производството на водород од други извори само ги намалува емисиите на јаглерод. Покрај тоа, употребата на вода за нуклеарна електролиза е само едноставна комбинација од производство на нуклеарна енергија и традиционална електролиза, која сè уште припаѓа на полето на производство на нуклеарна енергија и генерално не се смета за вистинска технологија за производство на нуклеарен водород. Затоа, термохемискиот циклус со вода како суровина, целосната или делумната употреба на нуклеарна топлина и електролизата на висока температура со пареа се сметаат за идната насока на технологијата за производство на нуклеарен водород.

Во моментов, постојат два главни начина за производство на водород во нуклеарната енергија: електролитичко производство на воден водород и термохемиско производство на водород. Нуклеарните реактори обезбедуваат електрична енергија и топлинска енергија, соодветно, за горенаведените два начина на производство на водород.

Електролизата на водата за производство на водород е користење на нуклеарна енергија за производство на електрична енергија, а потоа преку електролитски уред за вода за разградување на водата во водород. Производството на водород со електролитичка вода е релативно директен метод за производство на водород, но ефикасноста на производството на водород со овој метод (55% ~ 60%) е ниска, дури и ако најнапредната SPE технологија за електролиза на вода се усвои во Соединетите Американски Држави, електролитската ефикасност се зголемува на 90%. Но, бидејќи повеќето нуклеарни централи во моментов ја претвораат топлината во електрична енергија само со ефикасност од околу 35%, конечната вкупна ефикасност на производството на водород од електролиза на вода во нуклеарна енергија е само 30%.

Термохемиското производство на водород се базира на термохемиски циклус, спојување на нуклеарен реактор со уред за производство на водород од термохемиски циклус, користејќи ја високата температура што ја обезбедува нуклеарниот реактор како извор на топлина, така што водата катализира термичко распаѓање на 800℃ до 1000℃, со што се произведува водород и кислород. Во споредба со електролитското производство на водород со вода, ефикасноста на термохемиското производство на водород е поголема, се очекува вкупната ефикасност да достигне повеќе од 50%, а цената е помала.