Ano ang produksiyon ng nukleyar na hydrogen?

Ang produksyon ng nuclear hydrogen ay malawakang itinuturing na mas mainam na pamamaraan para sa malawakang produksyon ng hydrogen, ngunit tila mabagal ang pag-unlad nito. Kaya, ano ang produksyon ng nuclear hydrogen?

Ang produksyon ng hydrogen na nukleyar, ibig sabihin, ang reaktor na nukleyar na sinamahan ng mas mataas na proseso ng produksyon ng hydrogen, para sa malawakang produksyon ng hydrogen. Ang produksyon ng hydrogen mula sa enerhiyang nukleyar ay may mga bentahe ng kawalan ng mga greenhouse gas, tubig bilang hilaw na materyal, mataas na kahusayan at malawakang saklaw, kaya ito ay isang mahalagang solusyon para sa malawakang suplay ng hydrogen sa hinaharap. Ayon sa mga pagtatantya ng IAEA, ang isang maliit na 250MW na reaktor ay maaaring makagawa ng 50 tonelada ng hydrogen bawat araw gamit ang mga reaksyong nukleyar na may mataas na temperatura.

Ang prinsipyo ng produksyon ng hydrogen sa enerhiyang nukleyar ay ang paggamit ng init na nalilikha ng nuclear reactor bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa produksyon ng hydrogen, at upang maisakatuparan ang mahusay at malawakang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng pagpili ng angkop na teknolohiya. At bawasan o kahit alisin ang mga greenhouse gas emissions. Ang eskematiko na diagram ng produksyon ng hydrogen mula sa enerhiyang nukleyar ay ipinapakita sa pigura.

Maraming paraan upang gawing enerhiya ng hydrogen ang enerhiyang nukleyar, kabilang ang tubig bilang hilaw na materyal sa pamamagitan ng electrolysis, thermochemical cycle, high temperature steam electrolysis hydrogen production, hydrogen sulfide bilang hilaw na materyal, cracking hydrogen production, natural gas, karbon, biomass bilang hilaw na materyales, pyrolysis hydrogen production, atbp. Kapag ginagamit ang tubig bilang hilaw na materyal, ang buong proseso ng produksyon ng hydrogen ay hindi nakakagawa ng CO₂, na karaniwang nakakapag-alis ng greenhouse gas emissions; Ang paggawa ng hydrogen mula sa ibang pinagkukunan ay nakakabawas lamang ng carbon emissions. Bukod pa rito, ang paggamit ng nuclear electrolysis water ay isang simpleng kombinasyon lamang ng nuclear power generation at tradisyonal na electrolysis, na kabilang pa rin sa larangan ng nuclear power generation at sa pangkalahatan ay hindi itinuturing na isang tunay na teknolohiya sa produksyon ng nuclear hydrogen. Samakatuwid, ang thermochemical cycle na may tubig bilang hilaw na materyal, buo o bahagyang paggamit ng nuclear heat at high temperature steam electrolysis ay itinuturing na kumakatawan sa hinaharap na direksyon ng teknolohiya sa produksyon ng nuclear hydrogen.

Sa kasalukuyan, mayroong dalawang pangunahing paraan ng produksyon ng hydrogen sa enerhiyang nukleyar: ang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolytic water at ang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng thermochemical. Ang mga nuclear reactor ay nagbibigay ng enerhiyang elektrikal at enerhiyang init ayon sa pagkakabanggit para sa dalawang nabanggit na paraan ng produksyon ng hydrogen.

Ang elektrolisis ng tubig upang makagawa ng hydrogen ay ang paggamit ng enerhiyang nukleyar upang makabuo ng kuryente, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng aparatong elektrolitiko ng tubig upang mabulok ang tubig sa hydrogen. Ang produksyon ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolytic water ay isang medyo direktang paraan ng produksyon ng hydrogen, ngunit ang kahusayan ng produksyon ng hydrogen ng pamamaraang ito (55% ~ 60%) ay mababa, kahit na ang pinaka-advanced na teknolohiya ng SPE water electrolysis ay ginagamit sa Estados Unidos, ang kahusayan ng elektrolitiko ay tumataas sa 90%. Ngunit dahil karamihan sa mga planta ng kuryenteng nukleyar ay kasalukuyang nagko-convert lamang ng init sa kuryente sa humigit-kumulang 35% na kahusayan, ang pangwakas na kabuuang kahusayan ng produksyon ng hydrogen mula sa electrolysis ng tubig sa enerhiyang nukleyar ay 30% lamang.

Ang produksyon ng thermal-chemical hydrogen ay batay sa thermal-chemical cycle, na pinagsasama ang isang nuclear reactor at isang thermal-chemical cycle hydrogen production device, gamit ang mataas na temperaturang ibinibigay ng nuclear reactor bilang pinagmumulan ng init, upang ang tubig ay maging catalyst ng thermal decomposition sa 800℃ hanggang 1000℃, upang makagawa ng hydrogen at oxygen. Kung ikukumpara sa produksyon ng hydrogen gamit ang electrolytic water, mas mataas ang kahusayan sa produksyon ng thermo chemical hydrogen, inaasahang aabot sa mahigit 50% ang kabuuang kahusayan, at mas mababa ang gastos.