美國核能制氫研究概況
文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2023-03-15 11:28:00【大
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核能部和能源效率與可再生能源部正在積極推動對核能制氫技術(shù)的研究。
核能辦公室著眼于長期目標,對兩種制氫技術(shù)進行了研究,即熱化學循環(huán)技術(shù)和高溫電解技術(shù)。對應于氣冷高溫反應器(輸出溫度700至950℃)和氣冷高溫反應堆(輸出溫度950℃以上)。
熱化學循環(huán)技術(shù)利用化學催化劑使水在750至1000℃或更高溫度下發(fā)生一系列化學反應,最終分解成氫氣和氧氣。人們普遍認為,這項技術(shù)效率很高:熱能到氫能的轉(zhuǎn)化率可以達到60%甚至更高。然而,技術(shù)成熟度較低,未來仍需進行大量研究和開發(fā)。
高溫電解技術(shù)首先將水轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽(高達950℃),然后進行蒸汽電解,生成氫氣和氧氣。高溫電解可以實現(xiàn)高效率:熱能向氫能的轉(zhuǎn)化率超過50%,電能向氫能轉(zhuǎn)化率可以達到100%。這項技術(shù)面臨許多挑戰(zhàn),例如開發(fā)耐高溫材料。高溫氣冷堆和超高溫氣冷反應堆可以提供高溫工藝熱,這是理想的制氫反應器,但實現(xiàn)商業(yè)應用需要一些時間。
能源效率和可再生能源辦公室重點關(guān)注兩項技術(shù),這兩項技術(shù)可以在不久的將來商業(yè)化,并通過“核反應堆可再生能源混合能源系統(tǒng)”用于制氫。一種是高溫電解技術(shù),需要使用熱和電。該辦公室最近發(fā)表了一份報告,指出通過高溫核電解制氫技術(shù)在當前市場環(huán)境下可能具有經(jīng)濟競爭力。另一種是低溫電解技術(shù),它只需要電力,但效率低。熱能轉(zhuǎn)化為氫能的效率僅為23%至28%。