అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అంటే ఏమిటి?

భారీ స్థాయిలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతిని ఉత్తమమైనదిగా విస్తృతంగా పరిగణిస్తున్నప్పటికీ, దాని పురోగతి నెమ్మదిగా సాగుతున్నట్లు కనిపిస్తోంది. ఇంతకీ, అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అంటే ఏమిటి?

అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అంటే, హైడ్రోజన్‌ను భారీ స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయడానికి, అధునాతన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియతో అనుసంధానించబడిన అణు రియాక్టర్‌ను ఉపయోగించడం. అణుశక్తి నుండి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులు లేకపోవడం, నీటిని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించడం, అధిక సామర్థ్యం మరియు భారీ స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయడం వంటి ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, భవిష్యత్తులో భారీ స్థాయిలో హైడ్రోజన్ సరఫరాకు ఇది ఒక ముఖ్యమైన పరిష్కారం. IAEA అంచనాల ప్రకారం, ఒక చిన్న 250MW రియాక్టర్ అధిక ఉష్ణోగ్రత అణు చర్యలను ఉపయోగించి రోజుకు 50 టన్నుల హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు.

అణుశక్తిలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సూత్రం ఏమిటంటే, అణు రియాక్టర్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే వేడిని హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి శక్తి వనరుగా ఉపయోగించడం, మరియు సరైన సాంకేతికతను ఎంచుకోవడం ద్వారా సమర్థవంతమైన, భారీ స్థాయి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిని సాధించడం. అలాగే, గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను తగ్గించడం లేదా పూర్తిగా తొలగించడం. అణుశక్తి నుండి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క రేఖాచిత్రం పటంలో చూపబడింది.

అణుశక్తిని హైడ్రోజన్ శక్తిగా మార్చడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. వాటిలో నీటిని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి విద్యుద్విశ్లేషణ, ఉష్ణరసాయన చక్రం, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆవిరి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్‌ను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి క్రాకింగ్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి, సహజ వాయువు, బొగ్గు, జీవపదార్థాలను ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించి పైరోలైసిస్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి మొదలైనవి ఉన్నాయి. నీటిని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించినప్పుడు, మొత్తం హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో CO₂ విడుదల కాదు, దీనివల్ల గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలను ప్రాథమికంగా తొలగించవచ్చు; ఇతర వనరుల నుండి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం కేవలం కార్బన్ ఉద్గారాలను మాత్రమే తగ్గిస్తుంది. అంతేకాకుండా, అణు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా నీటిని ఉపయోగించడం అనేది అణు విద్యుత్ ఉత్పత్తి మరియు సాంప్రదాయ విద్యుద్విశ్లేషణల యొక్క ఒక సాధారణ కలయిక మాత్రమే. ఇది ఇప్పటికీ అణు విద్యుత్ ఉత్పత్తి రంగానికి చెందినది మరియు సాధారణంగా దీనిని నిజమైన అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సాంకేతికతగా పరిగణించరు. అందువల్ల, నీటిని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించే ఉష్ణరసాయన చక్రం, అణు ఉష్ణాన్ని పూర్తిగా లేదా పాక్షికంగా ఉపయోగించడం మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆవిరి విద్యుద్విశ్లేషణ అనేవి అణు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సాంకేతికత యొక్క భవిష్యత్ దిశగా పరిగణించబడుతున్నాయి.

ప్రస్తుతం, అణుశక్తిలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి రెండు ప్రధాన మార్గాలు ఉన్నాయి: విద్యుద్విశ్లేషణ జల హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి మరియు ఉష్ణరసాయన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి. పైన పేర్కొన్న రెండు హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతులకు అణు రియాక్టర్లు వరుసగా విద్యుత్ శక్తిని మరియు ఉష్ణ శక్తిని అందిస్తాయి.

హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ అంటే, అణుశక్తిని ఉపయోగించి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసి, ఆ తర్వాత నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ పరికరం ద్వారా నీటిని విడగొట్టి హైడ్రోజన్‌గా మార్చడం. విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా నీటి నుండి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం అనేది సాపేక్షంగా ప్రత్యక్ష పద్ధతి, కానీ ఈ పద్ధతిలో హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం (55% ~ 60%) తక్కువగా ఉంటుంది. అమెరికాలో అత్యంత అధునాతన SPE నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ సాంకేతికతను అవలంబించినప్పటికీ, విద్యుద్విశ్లేషణ సామర్థ్యం 90% వరకు పెరుగుతుంది. కానీ ప్రస్తుతం చాలా అణు విద్యుత్ కేంద్రాలు సుమారు 35% సామర్థ్యంతో మాత్రమే ఉష్ణాన్ని విద్యుత్తుగా మారుస్తున్నందున, అణుశక్తిలో నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క మొత్తం తుది సామర్థ్యం కేవలం 30% మాత్రమే.

ఉష్ణ-రసాయన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి అనేది ఉష్ణ-రసాయన చక్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇందులో ఒక అణు రియాక్టర్‌ను, ఉష్ణ-రసాయన చక్ర హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పరికరంతో అనుసంధానిస్తారు. అణు రియాక్టర్ అందించే అధిక ఉష్ణోగ్రతను ఉష్ణ వనరుగా ఉపయోగించి, 800℃ నుండి 1000℃ వద్ద నీరు ఉష్ణ వియోగం చెంది ఉత్ప్రేరక చర్యకు గురై, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ జల హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తితో పోలిస్తే, ఉష్ణ-రసాయన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం అధికంగా ఉంటుంది, మొత్తం సామర్థ్యం 50% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనా, మరియు దీని ఖర్చు కూడా తక్కువ.