Vad är nukleär väteproduktion?

Nukleär väteproduktion anses allmänt vara den föredragna metoden för storskalig väteproduktion, men det verkar gå långsamt.Så, vad är nukleär väteproduktion?

Kärnväteproduktion, det vill säga kärnreaktor i kombination med avancerad väteproduktionsprocess, för massproduktion av väte.Vätgasproduktion från kärnenergi har fördelarna av inga växthusgaser, vatten som råvara, hög effektivitet och storskalighet, så det är en viktig lösning för storskalig väteförsörjning i framtiden.Enligt IAEA:s uppskattningar kan en liten reaktor på 250 MW producera 50 ton väte per dag med hjälp av kärnreaktioner med hög temperatur.

Principen för väteproduktion inom kärnenergi är att använda värmen som genereras av kärnreaktorer som energikälla för väteproduktion, och att realisera effektiv och storskalig väteproduktion genom att välja lämplig teknik.Och minska eller till och med eliminera utsläppen av växthusgaser.Det schematiska diagrammet över väteproduktion från kärnenergi visas i figuren.

Det finns många sätt att omvandla kärnenergi till väteenergi, inklusive vatten som råmaterial genom elektrolys, termokemisk cykel, högtemperatur ångelektrolys väteproduktion, vätesulfid som råmaterial produktion av krackning av väte, naturgas, kol, biomassa som råmaterial pyrolys väte produktion osv.När man använder vatten som råvara, producerar inte hela väteproduktionsprocessen COâ, vilket i princip kan eliminera utsläpp av växthusgaser;Att producera väte från andra källor minskar bara koldioxidutsläppen.Dessutom är användningen av kärnelektrolysvatten bara en enkel kombination av kärnkraftsproduktion och traditionell elektrolys, som fortfarande hör till området för kärnkraftsproduktion och i allmänhet inte betraktas som en verklig teknik för produktion av kärnväte.Därför anses det termokemiska kretsloppet med vatten som råvara, hel eller partiell användning av kärnvärme och högtemperatur-ångelektrolys representera den framtida riktningen för teknik för produktion av kärnväte.

För närvarande finns det två huvudsakliga sätt för väteproduktion inom kärnenergi: elektrolytisk vattenväteproduktion och termokemisk väteproduktion. Kärnreaktorer tillhandahåller elektrisk energi respektive värmeenergi för ovanstående två sätt att producera väte.

Elektrolys av vatten för att producera väte är att använda kärnenergi för att generera elektricitet, och sedan genom den vattenelektrolytiska enheten för att sönderdela vatten till väte.Väteproduktion med elektrolytiskt vatten är en relativt direkt väteproduktionsmetod, men väteproduktionseffektiviteten för denna metod (55% ~ 60%) är låg, även om den mest avancerade SPE-vattenelektrolystekniken antas i USA, elektrolytisk effektivitet höjs till 90 %.Men eftersom de flesta kärnkraftverk för närvarande endast omvandlar värme till el med cirka 35 % verkningsgrad, är den slutliga totala verkningsgraden för väteproduktion från vattenelektrolys i kärnenergi endast 30 %.

Termisk-kemisk väteproduktion är baserad på termisk-kemisk cykel, koppling av en kärnreaktor med en termisk-kemisk cykel väteproduktionsanordning, med användning av den höga temperaturen som tillhandahålls av kärnreaktorn som värmekälla, så att vatten katalyserar termisk nedbrytning vid 800â till 1000â, för att producera väte och syre.Jämfört med elektrolytisk vattenväteproduktion är termokemisk väteproduktionseffektivitet högre, den totala effektiviteten förväntas nå mer än 50%, kostnaden är lägre.