Pengeluaran hidrogen nuklear secara meluas dianggap sebagai kaedah pilihan untuk pengeluaran hidrogen berskala besar, tetapi ia nampaknya berkembang dengan perlahan. Jadi, apakah pengeluaran hidrogen nuklear?
Pengeluaran hidrogen nuklear, iaitu reaktor nuklear yang digandingkan dengan proses pengeluaran hidrogen termaju, untuk pengeluaran hidrogen secara besar-besaran. Pengeluaran hidrogen daripada tenaga nuklear mempunyai kelebihan tiada gas rumah hijau, air sebagai bahan mentah, kecekapan tinggi dan berskala besar, jadi ia merupakan penyelesaian penting untuk bekalan hidrogen berskala besar pada masa hadapan. Menurut anggaran IAEA, reaktor kecil 250MW boleh menghasilkan 50 tan hidrogen setiap hari menggunakan tindak balas nuklear suhu tinggi.
Prinsip penghasilan hidrogen dalam tenaga nuklear adalah dengan menggunakan haba yang dihasilkan oleh reaktor nuklear sebagai sumber tenaga untuk penghasilan hidrogen, dan untuk merealisasikan penghasilan hidrogen yang cekap dan berskala besar dengan memilih teknologi yang sesuai. Dan mengurangkan atau menghapuskan pelepasan gas rumah hijau. Gambarajah skematik penghasilan hidrogen daripada tenaga nuklear ditunjukkan dalam rajah.
Terdapat banyak cara untuk menukar tenaga nuklear kepada tenaga hidrogen, termasuk air sebagai bahan mentah melalui elektrolisis, kitaran termokimia, elektrolisis stim suhu tinggi, penghasilan hidrogen, hidrogen sulfida sebagai bahan mentah, penghasilan hidrogen retak, gas asli, arang batu, biojisim sebagai bahan mentah, penghasilan hidrogen pirolisis, dan sebagainya. Apabila menggunakan air sebagai bahan mentah, keseluruhan proses penghasilan hidrogen tidak menghasilkan CO₂, yang pada asasnya boleh menghapuskan pelepasan gas rumah hijau; Menghasilkan hidrogen daripada sumber lain hanya mengurangkan pelepasan karbon. Di samping itu, penggunaan air elektrolisis nuklear hanyalah gabungan mudah penjanaan kuasa nuklear dan elektrolisis tradisional, yang masih tergolong dalam bidang penjanaan kuasa nuklear dan secara amnya tidak dianggap sebagai teknologi penghasilan hidrogen nuklear yang sebenar. Oleh itu, kitaran termokimia dengan air sebagai bahan mentah, penggunaan haba nuklear sepenuhnya atau separa dan elektrolisis stim suhu tinggi dianggap mewakili hala tuju masa depan teknologi penghasilan hidrogen nuklear.
Pada masa ini, terdapat dua cara utama penghasilan hidrogen dalam tenaga nuklear: penghasilan hidrogen air elektrolitik dan penghasilan hidrogen termokimia. Reaktor nuklear masing-masing membekalkan tenaga elektrik dan tenaga haba untuk dua cara penghasilan hidrogen di atas.
Elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen adalah dengan menggunakan tenaga nuklear untuk menjana elektrik, dan kemudian melalui peranti elektrolisis air untuk menguraikan air menjadi hidrogen. Penghasilan hidrogen melalui air elektrolisis adalah kaedah pengeluaran hidrogen yang agak langsung, tetapi kecekapan pengeluaran hidrogen kaedah ini (55% ~ 60%) adalah rendah, walaupun teknologi elektrolisis air SPE yang paling canggih diguna pakai di Amerika Syarikat, kecekapan elektrolisis meningkat kepada 90%. Tetapi memandangkan kebanyakan loji kuasa nuklear pada masa ini hanya menukar haba kepada elektrik pada kecekapan sekitar 35%, jumlah kecekapan akhir pengeluaran hidrogen daripada elektrolisis air dalam tenaga nuklear hanya 30%.
Pengeluaran hidrogen terma-kimia adalah berdasarkan kitaran terma-kimia, yang menggabungkan reaktor nuklear dengan peranti pengeluaran hidrogen kitaran terma-kimia, menggunakan suhu tinggi yang disediakan oleh reaktor nuklear sebagai sumber haba, supaya air memangkinkan penguraian terma pada 800℃ hingga 1000℃, untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen. Berbanding dengan pengeluaran hidrogen air elektrolitik, kecekapan pengeluaran hidrogen terma kimia adalah lebih tinggi, jumlah kecekapan dijangka mencapai lebih daripada 50%, dan kosnya lebih rendah.
Masa siaran: 28 Feb-2023