¿Qué es la producción de hidrógeno nuclear?

La producción de hidrógeno nuclear se considera ampliamente el método preferido para la producción de hidrógeno a gran escala, pero parece estar progresando lentamente.Entonces, ¿qué es la producción de hidrógeno nuclear?

Producción de hidrógeno nuclear, es decir, reactor nuclear acoplado a un proceso avanzado de producción de hidrógeno, para la producción masiva de hidrógeno.La producción de hidrógeno a partir de energía nuclear tiene las ventajas de no producir gases de efecto invernadero, agua como materia prima, alta eficiencia y gran escala, por lo que es una solución importante para el suministro de hidrógeno a gran escala en el futuro.Según estimaciones del OIEA, un pequeño reactor de 250 MW puede producir 50 toneladas de hidrógeno por día mediante reacciones nucleares de alta temperatura.

El principio de la producción de hidrógeno en la energía nuclear es utilizar el calor generado por el reactor nuclear como fuente de energía para la producción de hidrógeno y realizar una producción de hidrógeno eficiente ya gran escala seleccionando la tecnología adecuada.Y reducir o incluso eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero.El diagrama esquemático de la producción de hidrógeno a partir de la energía nuclear se muestra en la figura.

Hay muchas formas de convertir la energía nuclear en energía de hidrógeno, incluida el agua como materia prima a través de la electrólisis, el ciclo termoquímico, la producción de hidrógeno por electrólisis de vapor a alta temperatura, el sulfuro de hidrógeno como materia prima, la producción de hidrógeno de craqueo, el gas natural, el carbón, la biomasa como materia prima, la pirólisis de hidrógeno. producción, etcAl utilizar agua como materia prima, todo el proceso de producción de hidrógeno no produce COâ, que básicamente puede eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero;Producir hidrógeno de otras fuentes solo reduce las emisiones de carbono.Además, el uso de agua de electrólisis nuclear es solo una combinación simple de generación de energía nuclear y electrólisis tradicional, que aún pertenece al campo de la generación de energía nuclear y, en general, no se considera una verdadera tecnología de producción de hidrógeno nuclear.Por lo tanto, se considera que el ciclo termoquímico con agua como materia prima, el uso total o parcial del calor nuclear y la electrólisis de vapor a alta temperatura representan la dirección futura de la tecnología de producción de hidrógeno nuclear.

En la actualidad, existen dos formas principales de producción de hidrógeno en la energía nuclear: la producción de hidrógeno electrolítico en agua y la producción termoquímica de hidrógeno. Los reactores nucleares proporcionan energía eléctrica y energía térmica, respectivamente, para las dos formas anteriores de producción de hidrógeno.

La electrólisis del agua para producir hidrógeno consiste en utilizar energía nuclear para generar electricidad, y luego a través del dispositivo electrolítico de agua para descomponer el agua en hidrógeno.La producción de hidrógeno por agua electrolítica es un método de producción de hidrógeno relativamente directo, pero la eficiencia de producción de hidrógeno de este método (55% ~ 60%) es baja, incluso si se adopta la tecnología de electrólisis de agua SPE más avanzada en los Estados Unidos, la eficiencia electrolítica se incrementa al 90%.Pero dado que la mayoría de las plantas de energía nuclear actualmente solo convierten el calor en electricidad con una eficiencia de alrededor del 35%, la eficiencia total final de la producción de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua en la energía nuclear es solo del 30%.

La producción termoquímica de hidrógeno se basa en el ciclo termoquímico, acoplando un reactor nuclear con un dispositivo de producción de hidrógeno de ciclo termoquímico, utilizando como fuente de calor la alta temperatura que proporciona el reactor nuclear, de forma que el agua cataliza la descomposición térmica a 800€. a 1000â, para producir hidrógeno y oxígeno.En comparación con la producción de hidrógeno de agua electrolítica, la eficiencia de producción de hidrógeno termoquímico es mayor, se espera que la eficiencia total alcance más del 50%, el costo es menor.