Производња водоника из нуклеарних извора се сматра преферираном методом за производњу водоника великих размера, али изгледа да напредује споро. Шта је, дакле, производња водоника из нуклеарних извора?
Производња водоника из нуклеарних извора, односно нуклеарни реактор у комбинацији са напредним процесом производње водоника, служи за масовну производњу водоника. Производња водоника из нуклеарне енергије има предности одсуства гасова стаклене баште, воде као сировине, високе ефикасности и великих размера, тако да је важно решење за снабдевање водоником великих размера у будућности. Према проценама IAEA, мали реактор од 250 MW може да произведе 50 тона водоника дневно користећи нуклеарне реакције на високој температури.
Принцип производње водоника у нуклеарној енергији је коришћење топлоте коју генерише нуклеарни реактор као извора енергије за производњу водоника и остваривање ефикасне производње водоника великих размера одабиром одговарајуће технологије. И смањење или чак елиминисање емисије гасова стаклене баште. Шематски дијаграм производње водоника из нуклеарне енергије приказан је на слици.
Постоји много начина за претварање нуклеарне енергије у водоничну енергију, укључујући воду као сировину путем електролизе, термохемијски циклус, производњу водоника електролизом паре на високим температурама, водоник-сулфид као сировину за производњу водоника крековањем, природни гас, угаљ, биомасу као сировину за производњу водоника пиролизом итд. Када се вода користи као сировина, цео процес производње водоника не производи CO₂, што у основи може елиминисати емисије гасова стаклене баште; производња водоника из других извора само смањује емисије угљеника. Поред тога, употреба воде добијене нуклеарном електролизом је само једноставна комбинација производње нуклеарне енергије и традиционалне електролизе, која и даље припада области производње нуклеарне енергије и генерално се не сматра правом технологијом производње нуклеарног водоника. Стога се термохемијски циклус са водом као сировином, потпуно или делимично коришћење нуклеарне топлоте и електролиза паре на високим температурама сматрају будућим правцем технологије производње нуклеарног водоника.
Тренутно постоје два главна начина производње водоника у нуклеарној енергији: електролитичка производња водоника из воде и термохемијска производња водоника. Нуклеарни реактори обезбеђују електричну енергију и топлотну енергију, респективно, за горе наведена два начина производње водоника.
Електролиза воде за производњу водоника подразумева коришћење нуклеарне енергије за производњу електричне енергије, а затим разлагање воде у водоник помоћу уређаја за електролизу воде. Производња водоника електролизом воде је релативно директан метод производње водоника, али ефикасност производње водоника овом методом (55% ~ 60%) је ниска. Чак и ако се у Сједињеним Државама усвоји најнапреднија SPE технологија електролизе воде, ефикасност електролизе се повећава на 90%. Међутим, пошто већина нуклеарних електрана тренутно претвара топлоту у електричну енергију са ефикасношћу од око 35%, коначна укупна ефикасност производње водоника из електролизе воде у нуклеарној енергији је само 30%.
Термохемијска производња водоника заснива се на термохемијском циклусу, спајању нуклеарног реактора са уређајем за производњу водоника са термохемијским циклусом, користећи високу температуру коју обезбеђује нуклеарни реактор као извор топлоте, тако да вода катализује термичко разлагање на 800℃ до 1000℃, чиме се производе водоник и кисеоник. У поређењу са електролитском производњом водоника водом, ефикасност термохемијске производње водоника је већа, очекује се да ће укупна ефикасност достићи више од 50%, а трошкови су нижи.
Време објаве: 28. фебруар 2023.