ما هو إنتاج الهيدروجين النووي؟

يعتبر إنتاج الهيدروجين النووي على نطاق واسع الطريقة المفضلة لإنتاج الهيدروجين على نطاق واسع ، ولكن يبدو أنه يتقدم ببطء.إذن ، ما هو إنتاج الهيدروجين النووي؟

إنتاج الهيدروجين النووي ، أي المفاعل النووي إلى جانب عملية إنتاج الهيدروجين المتقدمة ، لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين.يتميز إنتاج الهيدروجين من الطاقة النووية بمزايا عدم وجود غازات الاحتباس الحراري ، والمياه كمادة خام ، والكفاءة العالية والنطاق الواسع ، لذلك فهو حل مهم لإمداد الهيدروجين على نطاق واسع في المستقبل.وفقًا لتقديرات الوكالة الدولية للطاقة الذرية ، يمكن لمفاعل صغير بقدرة 250 ميجاوات إنتاج 50 طنًا من الهيدروجين يوميًا باستخدام تفاعلات نووية ذات درجة حرارة عالية.

مبدأ إنتاج الهيدروجين في الطاقة النووية هو استخدام الحرارة المتولدة من المفاعل النووي كمصدر للطاقة لإنتاج الهيدروجين ، ولتحقيق إنتاج الهيدروجين بكفاءة وعلى نطاق واسع من خلال اختيار التكنولوجيا المناسبة.وتقليل أو حتى القضاء على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.يظهر الرسم التخطيطي لإنتاج الهيدروجين من الطاقة النووية في الشكل.

هناك العديد من الطرق لتحويل الطاقة النووية إلى طاقة الهيدروجين ، بما في ذلك الماء كمادة خام من خلال التحليل الكهربائي ، والدورة الحرارية الكيميائية ، والتحليل الكهربائي للبخار بدرجة حرارة عالية ، وإنتاج الهيدروجين ، وكبريتيد الهيدروجين كمواد خام تكسير إنتاج الهيدروجين ، والغاز الطبيعي ، والفحم ، والكتلة الحيوية كمواد خام الانحلال الحراري الهيدروجين الإنتاج ، إلخ.عند استخدام الماء كمواد خام ، فإن عملية إنتاج الهيدروجين بأكملها لا تنتج ثاني أكسيد الكربون ، والتي يمكن أن تقضي بشكل أساسي على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ؛إن إنتاج الهيدروجين من مصادر أخرى يقلل فقط من انبعاثات الكربون.بالإضافة إلى ذلك ، يعد استخدام مياه التحليل الكهربائي النووي مجرد مزيج بسيط من توليد الطاقة النووية والتحليل الكهربائي التقليدي ، والتي لا تزال تنتمي إلى مجال توليد الطاقة النووية ولا تعتبر بشكل عام تقنية حقيقية لإنتاج الهيدروجين النووي.لذلك ، تعتبر الدورة الحرارية الكيميائية بالماء كمواد خام ، والاستخدام الكامل أو الجزئي للحرارة النووية والتحليل الكهربائي للبخار بدرجة حرارة عالية تمثل الاتجاه المستقبلي لتقنية إنتاج الهيدروجين النووي.

في الوقت الحاضر ، هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج الهيدروجين في الطاقة النووية: إنتاج الهيدروجين الكهربائي للماء وإنتاج الهيدروجين الكيميائي الحراري. توفر المفاعلات النووية الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية على التوالي للطريقتين المذكورتين أعلاه لإنتاج الهيدروجين.

التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين هو استخدام الطاقة النووية لتوليد الكهرباء ، ومن ثم من خلال جهاز التحليل الكهربائي للماء لتحليل الماء إلى هيدروجين.يعد إنتاج الهيدروجين بواسطة الماء الإلكتروليتي طريقة مباشرة نسبيًا لإنتاج الهيدروجين ، ولكن كفاءة إنتاج الهيدروجين لهذه الطريقة (55٪ ~ 60٪) منخفضة ، حتى لو تم اعتماد تقنية التحليل الكهربائي للماء الأكثر تقدمًا في الولايات المتحدة ، كفاءة التحليل الكهربائي يزداد إلى 90٪.ولكن نظرًا لأن معظم محطات الطاقة النووية تقوم حاليًا بتحويل الحرارة إلى كهرباء فقط بكفاءة تبلغ حوالي 35٪ ، فإن الكفاءة الكلية النهائية لإنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للمياه في الطاقة النووية هي 30٪ فقط.

يعتمد إنتاج الهيدروجين الكيميائي الحراري على الدورة الحرارية الكيميائية ، حيث يقترن مفاعل نووي بجهاز إنتاج الهيدروجين ذي الدورة الكيميائية الحرارية ، باستخدام درجة الحرارة العالية التي يوفرها المفاعل النووي كمصدر للحرارة ، بحيث يحفز الماء التحلل الحراري عند 800 درجة مئوية. إلى 1000 درجة مئوية ، لإنتاج الهيدروجين والأكسجين.بالمقارنة مع إنتاج الهيدروجين الكهربائي للماء ، فإن كفاءة إنتاج الهيدروجين الكيميائي الحراري أعلى ، ومن المتوقع أن تصل الكفاءة الإجمالية إلى أكثر من 50٪ ، والتكلفة أقل.