परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन क्या है?

बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन को व्यापक रूप से पसंदीदा तरीका माना जाता है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह धीरे-धीरे आगे बढ़ रहा है।तो, परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन क्या है?

हाइड्रोजन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन, यानी परमाणु रिएक्टर उन्नत हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के साथ जुड़ा हुआ है।परमाणु ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन में ग्रीनहाउस गैसों, कच्चे माल के रूप में पानी, उच्च दक्षता और बड़े पैमाने पर होने के फायदे हैं, इसलिए यह भविष्य में बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन आपूर्ति के लिए एक महत्वपूर्ण समाधान है।IAEA के अनुमानों के अनुसार, एक छोटा 250MW रिएक्टर उच्च तापमान परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके प्रति दिन 50 टन हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकता है।

परमाणु ऊर्जा में हाइड्रोजन उत्पादन का सिद्धांत परमाणु रिएक्टर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को हाइड्रोजन उत्पादन के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करना और उपयुक्त तकनीक का चयन करके कुशल और बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन का एहसास करना है।और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम या समाप्त भी कर सकते हैं।परमाणु ऊर्जा से हाइड्रोजन के उत्पादन का योजनाबद्ध आरेख चित्र में दिखाया गया है।

परमाणु ऊर्जा को हाइड्रोजन ऊर्जा में बदलने के कई तरीके हैं, जिनमें इलेक्ट्रोलिसिस, थर्मोकेमिकल चक्र, उच्च तापमान भाप इलेक्ट्रोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन, कच्चे माल के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड के रूप में हाइड्रोजन उत्पादन, प्राकृतिक गैस, कोयला, बायोमास कच्चे माल पायरोलिसिस हाइड्रोजन के माध्यम से कच्चे माल के रूप में पानी शामिल है। उत्पादन, आदिकच्चे माल के रूप में पानी का उपयोग करते समय, संपूर्ण हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया सीओए का उत्पादन नहीं करती है, जो मूल रूप से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को समाप्त कर सकती है;अन्य स्रोतों से हाइड्रोजन का उत्पादन केवल कार्बन उत्सर्जन को कम करता है।इसके अलावा, परमाणु इलेक्ट्रोलिसिस पानी का उपयोग परमाणु ऊर्जा उत्पादन और पारंपरिक इलेक्ट्रोलिसिस का एक सरल संयोजन है, जो अभी भी परमाणु ऊर्जा उत्पादन के क्षेत्र से संबंधित है और इसे आम तौर पर वास्तविक परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक के रूप में नहीं माना जाता है।इसलिए, कच्चे माल के रूप में पानी के साथ थर्मोकेमिकल चक्र, परमाणु ताप का पूर्ण या आंशिक उपयोग और उच्च तापमान भाप इलेक्ट्रोलिसिस को परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक की भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व करने के लिए माना जाता है।

वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा में हाइड्रोजन उत्पादन के दो मुख्य तरीके हैं: इलेक्ट्रोलाइटिक जल हाइड्रोजन उत्पादन और थर्मोकेमिकल हाइड्रोजन उत्पादन। हाइड्रोजन उत्पादन के उपरोक्त दो तरीकों के लिए परमाणु रिएक्टर क्रमशः विद्युत ऊर्जा और ऊष्मा ऊर्जा प्रदान करते हैं।

हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए पानी का इलेक्ट्रोलिसिस बिजली उत्पन्न करने के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग करना है, और फिर पानी के इलेक्ट्रोलाइटिक उपकरण के माध्यम से पानी को हाइड्रोजन में विघटित करना है।इलेक्ट्रोलाइटिक पानी द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन एक अपेक्षाकृत प्रत्यक्ष हाइड्रोजन उत्पादन विधि है, लेकिन इस विधि की हाइड्रोजन उत्पादन दक्षता (55% ~ 60%) कम है, भले ही संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे उन्नत एसपीई जल इलेक्ट्रोलिसिस तकनीक को अपनाया गया हो, इलेक्ट्रोलाइटिक दक्षता 90% तक बढ़ा दिया गया है।लेकिन चूंकि अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र वर्तमान में लगभग 35% दक्षता पर गर्मी को बिजली में परिवर्तित करते हैं, परमाणु ऊर्जा में जल इलेक्ट्रोलिसिस से हाइड्रोजन उत्पादन की अंतिम कुल दक्षता केवल 30% है।

थर्मल-रासायनिक हाइड्रोजन का उत्पादन थर्मल-रासायनिक चक्र पर आधारित है, एक परमाणु रिएक्टर को एक थर्मल-रासायनिक चक्र हाइड्रोजन उत्पादन उपकरण के साथ जोड़कर, परमाणु रिएक्टर द्वारा प्रदान किए गए उच्च तापमान का उपयोग गर्मी स्रोत के रूप में किया जाता है, ताकि पानी 800 डिग्री पर थर्मल अपघटन को उत्प्रेरित करता है। से 1000â, ताकि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन किया जा सके।इलेक्ट्रोलाइटिक जल हाइड्रोजन उत्पादन की तुलना में, थर्मो रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन दक्षता अधिक है, कुल दक्षता 50% से अधिक तक पहुंचने की उम्मीद है, लागत कम है।