अणु हायड्रोजन उत्पादन म्हणजे काय?

मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन उत्पादनासाठी अणुऊर्जा हायड्रोजन उत्पादन ही पसंतीची पद्धत मानली जाते, परंतु ती हळूहळू प्रगती करत असल्याचे दिसते. तर, अणुऊर्जा हायड्रोजन उत्पादन म्हणजे काय?

अणुऊर्जा उत्पादन, म्हणजेच अणुभट्टी, प्रगत हायड्रोजन उत्पादन प्रक्रियेसह, हायड्रोजनचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन करण्यासाठी. अणुऊर्जेपासून हायड्रोजन उत्पादनाचे फायदे आहेत - हरितगृह वायू नसणे, कच्चा माल म्हणून पाणी, उच्च कार्यक्षमता आणि मोठ्या प्रमाणात, म्हणून भविष्यात मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन पुरवठ्यासाठी हा एक महत्त्वाचा उपाय आहे. IAEA च्या अंदाजानुसार, उच्च तापमानाच्या अणुभट्टीचा एक छोटा अणुभट्टी उच्च तापमानाच्या अणुभट्ट्यांचा वापर करून दररोज 50 टन हायड्रोजन तयार करू शकतो.

अणुऊर्जेमध्ये हायड्रोजन उत्पादनाचे तत्व म्हणजे अणुभट्टीद्वारे निर्माण होणाऱ्या उष्णतेचा वापर हायड्रोजन उत्पादनासाठी ऊर्जा स्रोत म्हणून करणे आणि योग्य तंत्रज्ञान निवडून कार्यक्षम आणि मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन उत्पादन साध्य करणे. आणि हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करणे किंवा अगदी दूर करणे. अणुऊर्जेपासून हायड्रोजन उत्पादनाचा योजनाबद्ध आकृती आकृतीमध्ये दर्शविला आहे.

अणुऊर्जेचे हायड्रोजन उर्जेमध्ये रूपांतर करण्याचे अनेक मार्ग आहेत, ज्यामध्ये इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे कच्चा माल म्हणून पाणी, थर्मोकेमिकल सायकल, उच्च तापमानाचे स्टीम इलेक्ट्रोलिसिस हायड्रोजन उत्पादन, कच्चा माल म्हणून हायड्रोजन सल्फाइड, हायड्रोजन उत्पादन क्रॅक करणे, नैसर्गिक वायू, कोळसा, कच्चा माल म्हणून बायोमास पायरोलिसिस हायड्रोजन उत्पादन इत्यादींचा समावेश आहे. कच्चा माल म्हणून पाण्याचा वापर करताना, संपूर्ण हायड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया CO₂ तयार करत नाही, जी मुळात हरितगृह वायू उत्सर्जन दूर करू शकते; इतर स्रोतांमधून हायड्रोजन तयार केल्याने केवळ कार्बन उत्सर्जन कमी होते. याव्यतिरिक्त, अणुऊर्जा निर्मिती आणि पारंपारिक इलेक्ट्रोलिसिसचे एक साधे संयोजन म्हणजे अणुऊर्जा निर्मिती, जे अजूनही अणुऊर्जा निर्मितीच्या क्षेत्राशी संबंधित आहे आणि सामान्यतः खरे अणु हायड्रोजन उत्पादन तंत्रज्ञान म्हणून मानले जात नाही. म्हणून, कच्चा माल म्हणून पाण्यासह थर्मोकेमिकल चक्र, अणुऊर्जेचा पूर्ण किंवा आंशिक वापर आणि उच्च तापमानाचे स्टीम इलेक्ट्रोलिसिस हे अणु हायड्रोजन उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या भविष्यातील दिशेचे प्रतिनिधित्व करणारे मानले जाते.

सध्या, अणुऊर्जेमध्ये हायड्रोजन उत्पादनाचे दोन मुख्य मार्ग आहेत: इलेक्ट्रोलाइटिक वॉटर हायड्रोजन उत्पादन आणि थर्मोकेमिकल हायड्रोजन उत्पादन. अणुभट्ट्या हायड्रोजन उत्पादनाच्या वरील दोन मार्गांसाठी अनुक्रमे विद्युत ऊर्जा आणि उष्णता ऊर्जा प्रदान करतात.

हायड्रोजन तयार करण्यासाठी पाण्याचे इलेक्ट्रोलिसिस म्हणजे वीज निर्मितीसाठी अणुऊर्जेचा वापर करणे आणि नंतर पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिटिक उपकरणाद्वारे पाण्याचे हायड्रोजनमध्ये विघटन करणे. इलेक्ट्रोलिटिक पाण्याद्वारे हायड्रोजन उत्पादन ही तुलनेने थेट हायड्रोजन उत्पादन पद्धत आहे, परंतु या पद्धतीची हायड्रोजन उत्पादन कार्यक्षमता (५५% ~ ६०%) कमी आहे, जरी युनायटेड स्टेट्समध्ये सर्वात प्रगत SPE वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस तंत्रज्ञान स्वीकारले गेले तरी, इलेक्ट्रोलिटिक कार्यक्षमता ९०% पर्यंत वाढली आहे. परंतु सध्या बहुतेक अणुऊर्जा प्रकल्प केवळ ३५% कार्यक्षमतेने उष्णतेचे विजेमध्ये रूपांतर करतात, त्यामुळे अणुऊर्जेमध्ये पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसमधून हायड्रोजन उत्पादनाची अंतिम एकूण कार्यक्षमता फक्त ३०% आहे.

थर्मल-केमिकल हायड्रोजन उत्पादन थर्मल-केमिकल सायकलवर आधारित आहे, ज्यामध्ये अणुभट्टीला थर्मल-केमिकल सायकल हायड्रोजन उत्पादन उपकरणाशी जोडले जाते, अणुभट्टीद्वारे प्रदान केलेल्या उच्च तापमानाचा उष्णता स्रोत म्हणून वापर केला जातो, जेणेकरून पाणी 800℃ ते 1000℃ तापमानात थर्मल विघटन उत्प्रेरित करते, जेणेकरून हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन तयार होईल. इलेक्ट्रोलाइटिक वॉटर हायड्रोजन उत्पादनाच्या तुलनेत, थर्मोकेमिकल हायड्रोजन उत्पादन कार्यक्षमता जास्त आहे, एकूण कार्यक्षमता 50% पेक्षा जास्त पोहोचण्याची अपेक्षा आहे, खर्च कमी आहे.