Nükleer hidrojen üretimi, büyük ölçekli hidrojen üretimi için yaygın olarak tercih edilen yöntem olarak kabul edilir, ancak yavaş ilerliyor gibi görünüyor. Peki, nükleer hidrojen üretimi nedir?
Nükleer hidrojen üretimi, yani nükleer reaktörün gelişmiş hidrojen üretim süreciyle birleştirilmesi, hidrojenin seri üretimi için. Nükleer enerjiden hidrojen üretimi, sera gazı olmaması, ham madde olarak su, yüksek verimlilik ve büyük ölçek avantajlarına sahiptir, bu nedenle gelecekte büyük ölçekli hidrojen tedariki için önemli bir çözümdür. IAEA tahminlerine göre, küçük bir 250MW reaktör, yüksek sıcaklıktaki nükleer reaksiyonlar kullanılarak günde 50 ton hidrojen üretebilir.
Nükleer enerjide hidrojen üretiminin prensibi, nükleer reaktör tarafından üretilen ısıyı hidrojen üretimi için enerji kaynağı olarak kullanmak ve uygun teknolojiyi seçerek verimli ve büyük ölçekli hidrojen üretimi gerçekleştirmektir. Ve sera gazı emisyonlarını azaltmak veya hatta ortadan kaldırmaktır. Şekilde nükleer enerjiden hidrojen üretiminin şematik diyagramı gösterilmektedir.
Nükleer enerjiyi hidrojen enerjisine dönüştürmenin birçok yolu vardır, bunlar arasında elektroliz yoluyla ham madde olarak su, termokimyasal çevrim, yüksek sıcaklıkta buhar elektrolizi ile hidrojen üretimi, ham madde olarak hidrojen sülfür, doğal gaz, kömür, biyokütle, ham madde olarak piroliz hidrojen üretimi vb. yer alır. Ham madde olarak su kullanıldığında, tüm hidrojen üretim süreci CO₂ üretmez, bu da temel olarak sera gazı emisyonlarını ortadan kaldırabilir; diğer kaynaklardan hidrojen üretmek yalnızca karbon emisyonlarını azaltır. Ek olarak, nükleer elektroliz suyunun kullanımı, nükleer güç üretimi ve hala nükleer güç üretimi alanına ait olan ve genellikle gerçek bir nükleer hidrojen üretim teknolojisi olarak kabul edilmeyen geleneksel elektrolizin basit bir birleşimidir. Bu nedenle, ham madde olarak su kullanılan termokimyasal çevrim, nükleer ısının tam veya kısmi kullanımı ve yüksek sıcaklıkta buhar elektrolizi, nükleer hidrojen üretim teknolojisinin gelecekteki yönünü temsil ettiği düşünülmektedir.
Şu anda nükleer enerjide hidrojen üretiminin iki ana yolu vardır: elektrolitik su hidrojen üretimi ve termokimyasal hidrojen üretimi. Nükleer reaktörler, yukarıdaki iki hidrojen üretim yolu için sırasıyla elektrik enerjisi ve ısı enerjisi sağlar.
Suyun hidrojen üretmek için elektrolizi, nükleer enerjiyi kullanarak elektrik üretmek ve ardından su elektrolitik cihazı aracılığıyla suyu hidrojene ayrıştırmaktır. Elektrolitik su ile hidrojen üretimi, nispeten doğrudan bir hidrojen üretim yöntemidir, ancak bu yöntemin hidrojen üretim verimliliği (%55 ~ %60) düşüktür, hatta en gelişmiş SPE su elektroliz teknolojisi ABD'de benimsense bile, elektrolitik verimlilik %90'a çıkar. Ancak şu anda çoğu nükleer santral ısıyı elektriğe yalnızca yaklaşık %35 verimlilikle dönüştürdüğünden, nükleer enerjide su elektrolizinden hidrojen üretiminin nihai toplam verimliliği yalnızca %30'dur.
Termal-kimyasal hidrojen üretimi, termal-kimyasal çevrime dayalıdır ve nükleer reaktörü termal-kimyasal çevrim hidrojen üretim cihazıyla birleştirerek, nükleer reaktörün sağladığı yüksek sıcaklığı ısı kaynağı olarak kullanır, böylece su 800℃ ila 1000℃'de termal ayrışmayı katalize eder, böylece hidrojen ve oksijen üretir. Elektrolitik su hidrojen üretimiyle karşılaştırıldığında, termokimyasal hidrojen üretim verimliliği daha yüksektir, toplam verimliliğin %50'nin üzerine çıkması beklenir, maliyet daha düşüktür.
Gönderi zamanı: 28-Şub-2023