ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം എന്താണ്?

വലിയ തോതിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന് ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനം ഏറ്റവും നല്ല രീതിയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ അത് സാവധാനത്തിൽ പുരോഗമിക്കുന്നതായി തോന്നുന്നു. അപ്പോൾ, ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം എന്താണ്?

ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം, അതായത്, നൂതന ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ഹൈഡ്രജന്റെ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപാദനത്തിനായി ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ. ന്യൂക്ലിയർ എനർജിയിൽ നിന്നുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന് ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളുടെ അഭാവം, അസംസ്കൃത വസ്തുവായി വെള്ളം, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, വലിയ തോതിലുള്ളത് എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അതിനാൽ ഭാവിയിൽ വലിയ തോതിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ വിതരണത്തിന് ഇത് ഒരു പ്രധാന പരിഹാരമാണ്. IAEA കണക്കുകൾ പ്രകാരം, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ചെറിയ 250MW റിയാക്ടറിന് പ്രതിദിനം 50 ടൺ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിൽ നിന്ന് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുക, ഉചിതമായ സാങ്കേതികവിദ്യ തിരഞ്ഞെടുത്ത് കാര്യക്ഷമവും വലുതുമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനം യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുക എന്നതാണ് ന്യൂക്ലിയർ എനർജിയിലെ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ തത്വം. ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുകയോ ഇല്ലാതാക്കുകയോ ചെയ്യുക. ആണവോർജ്ജത്തിൽ നിന്നുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിലൂടെ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി വെള്ളം, തെർമോകെമിക്കൽ സൈക്കിൾ, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള നീരാവി വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം, അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഹൈഡ്രജൻ സൾഫൈഡ്, ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം വിള്ളൽ, പ്രകൃതിവാതകം, കൽക്കരി, ബയോമാസ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ ആണവോർജ്ജത്തെ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട്. അസംസ്കൃത വസ്തുവായി വെള്ളം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, മുഴുവൻ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയും CO₂ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നില്ല, ഇത് അടിസ്ഥാനപരമായി ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനം ഇല്ലാതാക്കും; മറ്റ് സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത് കാർബൺ ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുകയേയുള്ളൂ. കൂടാതെ, ആണവോർജ്ജ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ജലത്തിന്റെ ഉപയോഗം ആണവോർജ്ജ ഉൽ‌പാദനത്തിന്റെയും പരമ്പരാഗത വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്റെയും ലളിതമായ സംയോജനം മാത്രമാണ്, ഇത് ഇപ്പോഴും ആണവോർജ്ജ ഉൽ‌പാദന മേഖലയിലാണ്, കൂടാതെ പൊതുവെ ഒരു യഥാർത്ഥ ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദന സാങ്കേതികവിദ്യയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നില്ല. അതിനാൽ, അസംസ്കൃത വസ്തുവായി വെള്ളം ഉപയോഗിച്ചുള്ള തെർമോകെമിക്കൽ സൈക്കിൾ, ന്യൂക്ലിയർ താപത്തിന്റെ പൂർണ്ണമായോ ഭാഗികമായോ ഉപയോഗം, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള നീരാവി വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം എന്നിവ ന്യൂക്ലിയർ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദന സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഭാവി ദിശയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

നിലവിൽ, ആണവോർജ്ജത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് രണ്ട് പ്രധാന മാർഗങ്ങളുണ്ട്: ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ജല ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദനം, തെർമോകെമിക്കൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദനം. മുകളിൽ പറഞ്ഞ രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദന രീതികൾക്കും ആണവ റിയാക്ടറുകൾ യഥാക്രമം വൈദ്യുതോർജ്ജവും താപോർജ്ജവും നൽകുന്നു.

ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ആണവോർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കുക, തുടർന്ന് ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ഉപകരണം വഴി ജലത്തെ ഹൈഡ്രജനാക്കി വിഘടിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ ജലം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനം താരതമ്യേന നേരിട്ടുള്ള ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന രീതിയാണ്, എന്നാൽ ഈ രീതിയുടെ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന കാര്യക്ഷമത (55% ~ 60%) കുറവാണ്, ഏറ്റവും നൂതനമായ SPE ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സാങ്കേതികവിദ്യ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിൽ സ്വീകരിച്ചാലും, വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ കാര്യക്ഷമത 90% ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു. എന്നാൽ മിക്ക ആണവ നിലയങ്ങളും നിലവിൽ താപത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നത് ഏകദേശം 35% കാര്യക്ഷമതയിൽ മാത്രമായതിനാൽ, ആണവോർജ്ജത്തിൽ ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൽ നിന്നുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിന്റെ അന്തിമ മൊത്തം കാര്യക്ഷമത 30% മാത്രമാണ്.

താപ-രാസ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദനം താപ-രാസ ചക്രത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ഒരു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടറിനെ ഒരു താപ-രാസ ചക്ര ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദന ഉപകരണവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു, ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്ടർ നൽകുന്ന ഉയർന്ന താപനില ഒരു താപ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അങ്ങനെ വെള്ളം 800℃ മുതൽ 1000℃ വരെ താപ വിഘടനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് വാട്ടർ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, തെർമോ കെമിക്കൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽ‌പാദന കാര്യക്ഷമത കൂടുതലാണ്, മൊത്തം കാര്യക്ഷമത 50% ൽ കൂടുതൽ എത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ചെലവ് കുറവാണ്.