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2024

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日本计划用新一代核反应堆制氢

作者:

HydrogenInsight


日本计划利用新一代核反应堆制氢的新方法,这种方法是几乎完全利用废热制氢。

 

据《日经新闻》消息,日本原子能机构(JAEA)上周通过了对新型高温气冷堆(HTGR)的安全测试,计划最早于2028年使用该工厂的废热进行现场制氢。

 

HTGR 是 JAEA 研发的低效率但超安全的核反应堆,即使控制棒(减慢核反应的材料制成)未部署或气体冷却系统发生故障,堆芯也不会熔化。这对经历了2022年福岛核灾难破坏的日本来说尤为重要。

 

HTGR 可达 870°C 的高温,产生大量废热,JAEA 认为可以用废热来制氢,他们自 2010 年以来一直在研究这一技术。该过程利用称为硫碘循环的热化学反应中的废热,其中氢气和氧气作为三步化学过程的一部分从水中提取。

 

首先向水中加入二氧化硫和碘,产生含有硫酸和碘化氢的分层液体。这两种化合物通过蒸馏或重力分离,然后将碘化氢加热到 500°C 以产生氢气和碘。

 

JAEA 的还设想了通过“电电渗析”系统进一步浓缩碘化氢溶液,其中带正电的氢分子通过阳离子交换膜与带负电的碘分子分离。

 

硫酸单独加热到 900°C 会产生氧气、二氧化硫和水,水通常会通过冷凝进一步分离。然后所有基础化学品都会被循环回工艺中。

 

JAEA 自 2010 年以来一直在研究使用 新型高温气冷堆(HTGR) 废热生产粉氢的可能性,并计划在本世纪末建立示范工厂。JAEA 表示计划进行安全评估,包括合规性评估,并计划在 2030 年之前使用 HTTR(高温工程试验堆,HTGR 是其中的一部分)的核热演示制氢。

 

据日经新闻报道,JAEA 计划向日本核监管局申请将 HTGR 从目前的 30 兆瓦扩大到约 250 兆瓦,每年为 20 万辆燃料电池汽车提供动力。JAEA 的最终目标是成功将核反应堆和热应用系统耦合,即将氢气生产装置连接到日本首个 新型高温气冷堆(HTGR),即 HTTR。

 

据称日本政府计划领导核转氢项目,直到该技术准备用于更广泛的商业用途。目前没有关于 JAEA 的 210 亿日元(1.38 亿美元)脱碳和创新预算中有多少用于该项目。

 

文章来源:Hydrogeninsight

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