Η διαδικασία χρησιμοποιεί την θερμότητα αυτή σε μια θερμοχημική αντίδραση που ονομάζεται κύκλος θείου-ιωδίου, κατά την οποία το υδρογόνο και το οξυγόνο εξάγονται από το νερό
Η Ιαπωνία σχεδιάζει να δοκιμάσει μια πρωτοποριακή μέθοδο παραγωγής υδρογόνου από πυρηνική ενέργεια, όπου το Η2 θα δημιουργείται σχεδόν εξολοκλήρου από ποσά θερμότητας που εκλύονται από τον αντιδραστήρα.
Σύμφωνα με το Hydrogen Insight, αυτή η παραγωγή προϋποθέτει την ανάπτυξη πυρηνικού αντιδραστήρα επόμενης γενιάς, που όπως όλα δείχνουν είναι πολύ κοντά.
Η υπηρεσία πυρηνικών ερευνών της χώρας, η Ιαπωνική Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας (JAEA), διεξήγαγε επιτυχώς την περασμένη εβδομάδα μια δοκιμή ασφαλείας στον καινοτόμο αερόψυκτο αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας (HTGR) και τώρα σχεδιάζει δοκιμές παραγωγής υδρογόνου με τη χρήση της της πλεονάζουσας θερμότητας του εργοστασίου, ανέφερε η ιαπωνική εφημερίδα Nikkei.
Ο HTGR είναι ένας τύπος πυρηνικού αντιδραστήρα χαμηλής απόδοσης αλλά εξαιρετικά ασφαλούς που αναπτύχθηκε από την JAEA, στον οποίο ο πυρήνας δεν μπορεί να λιώσει έστω κι αν οι ράβδοι ελέγχου (που αποτελούνται από υλικά που επιβραδύνουν την πυρηνική αντίδραση) δεν αναπτυχθούν ή αν το σύστημα ψύξης με αέριο αποτύχει.
Ο αντιδραστήρας HTGR αγγίζει θερμοκρασίες μέχρι και 870°C, παράγοντας αρκετή πλεονάζουσα θερμότητα που η JAEA πιστεύει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου και την οποία μελετά από το 2010.
Αναλυτικά η διαδικασία
Η διαδικασία χρησιμοποιεί την θερμότητα αυτή σε μια θερμοχημική αντίδραση που ονομάζεται κύκλος θείου-ιωδίου, κατά την οποία το υδρογόνο και το οξυγόνο εξάγονται από το νερό στο πλαίσιο μιας χημικής διαδικασίας τριών σταδίων.
Πρώτα προστίθενται διοξείδιο του θείου και ιώδιο στο νερό σε μια διαδικασία γνωστή ως αντίδραση Bunsen, η οποία παράγει ένα υγρό με στρώσεις που περιέχει θειικό οξύ και ιωδιούχο υδρογόνο.
Ύστερα, αυτές οι δύο ενώσεις διαχωρίζονται, είτε με απόσταξη είτε με βαρύτητα, και το ιωδιούχο υδρογόνο θερμαίνεται στους 500°C για να παραχθεί τελικά υδρογόνο και ιώδιο, το οποίο διαχωρίζεται για να μείνει μόνο του το υδρογόνο.
Αυτό συντελείται με τη διέλευσή του ιωδιούχου υδρογόνου από ένα σύστημα ηλεκτροδιάλυσης, στο οποίο τα θετικά φορτισμένα μόρια υδρογόνου διαχωρίζονται από τα αρνητικά φορτισμένα μόρια ιωδίου μέσω μιας μεμβράνης ανταλλαγής κατιόντων.
Το ροζ υδρογόνο
Η JAEA ερευνά από το 2010 τις δυνατότητες παραγωγής του λεγόμενου «ροζ» υδρογόνου με τη χρήση της πλεονάζουσας θερμότητας από το HTGR και θέλει να δημιουργήσει μια πιλοτική -αλλά πλήρως λειτουργική- μονάδα μέχρι το τέλος αυτής της δεκαετίας.
Σύμφωνα δε με το Nikkei, η JAEA σχεδιάζει να υποβάλει αίτηση στην Αρχή Πυρηνικής Ρύθμισης της Ιαπωνίας για την αναβάθμιση του HTGR από τα τρέχοντα 30MW σε περίπου 250MW, το οποίο, όπως λέει, θα παράγει αρκετό πράσινο υδρογόνο για την τροφοδοσία 200.000 οχημάτων με κυψέλες καυσίμου ετησίως.
«Ο τελικός στόχος της JAEA είναι η επιτυχής σύζευξη ενός πυρηνικού αντιδραστήρα και ενός συστήματος εφαρμογής θερμότητας με τη σύνδεση μιας μονάδας παραγωγής υδρογόνου με τον πρώτο HTGR της Ιαπωνίας, δηλαδή τον HTTR», δήλωσε η JAEA.
www.worldenergynews.gr
Σύμφωνα με το Hydrogen Insight, αυτή η παραγωγή προϋποθέτει την ανάπτυξη πυρηνικού αντιδραστήρα επόμενης γενιάς, που όπως όλα δείχνουν είναι πολύ κοντά.
Η υπηρεσία πυρηνικών ερευνών της χώρας, η Ιαπωνική Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας (JAEA), διεξήγαγε επιτυχώς την περασμένη εβδομάδα μια δοκιμή ασφαλείας στον καινοτόμο αερόψυκτο αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας (HTGR) και τώρα σχεδιάζει δοκιμές παραγωγής υδρογόνου με τη χρήση της της πλεονάζουσας θερμότητας του εργοστασίου, ανέφερε η ιαπωνική εφημερίδα Nikkei.
Ο HTGR είναι ένας τύπος πυρηνικού αντιδραστήρα χαμηλής απόδοσης αλλά εξαιρετικά ασφαλούς που αναπτύχθηκε από την JAEA, στον οποίο ο πυρήνας δεν μπορεί να λιώσει έστω κι αν οι ράβδοι ελέγχου (που αποτελούνται από υλικά που επιβραδύνουν την πυρηνική αντίδραση) δεν αναπτυχθούν ή αν το σύστημα ψύξης με αέριο αποτύχει.
Ο αντιδραστήρας HTGR αγγίζει θερμοκρασίες μέχρι και 870°C, παράγοντας αρκετή πλεονάζουσα θερμότητα που η JAEA πιστεύει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου και την οποία μελετά από το 2010.
Αναλυτικά η διαδικασία
Η διαδικασία χρησιμοποιεί την θερμότητα αυτή σε μια θερμοχημική αντίδραση που ονομάζεται κύκλος θείου-ιωδίου, κατά την οποία το υδρογόνο και το οξυγόνο εξάγονται από το νερό στο πλαίσιο μιας χημικής διαδικασίας τριών σταδίων.
Πρώτα προστίθενται διοξείδιο του θείου και ιώδιο στο νερό σε μια διαδικασία γνωστή ως αντίδραση Bunsen, η οποία παράγει ένα υγρό με στρώσεις που περιέχει θειικό οξύ και ιωδιούχο υδρογόνο.
Ύστερα, αυτές οι δύο ενώσεις διαχωρίζονται, είτε με απόσταξη είτε με βαρύτητα, και το ιωδιούχο υδρογόνο θερμαίνεται στους 500°C για να παραχθεί τελικά υδρογόνο και ιώδιο, το οποίο διαχωρίζεται για να μείνει μόνο του το υδρογόνο.
Αυτό συντελείται με τη διέλευσή του ιωδιούχου υδρογόνου από ένα σύστημα ηλεκτροδιάλυσης, στο οποίο τα θετικά φορτισμένα μόρια υδρογόνου διαχωρίζονται από τα αρνητικά φορτισμένα μόρια ιωδίου μέσω μιας μεμβράνης ανταλλαγής κατιόντων.
Το ροζ υδρογόνο
Η JAEA ερευνά από το 2010 τις δυνατότητες παραγωγής του λεγόμενου «ροζ» υδρογόνου με τη χρήση της πλεονάζουσας θερμότητας από το HTGR και θέλει να δημιουργήσει μια πιλοτική -αλλά πλήρως λειτουργική- μονάδα μέχρι το τέλος αυτής της δεκαετίας.
Σύμφωνα δε με το Nikkei, η JAEA σχεδιάζει να υποβάλει αίτηση στην Αρχή Πυρηνικής Ρύθμισης της Ιαπωνίας για την αναβάθμιση του HTGR από τα τρέχοντα 30MW σε περίπου 250MW, το οποίο, όπως λέει, θα παράγει αρκετό πράσινο υδρογόνο για την τροφοδοσία 200.000 οχημάτων με κυψέλες καυσίμου ετησίως.
«Ο τελικός στόχος της JAEA είναι η επιτυχής σύζευξη ενός πυρηνικού αντιδραστήρα και ενός συστήματος εφαρμογής θερμότητας με τη σύνδεση μιας μονάδας παραγωγής υδρογόνου με τον πρώτο HTGR της Ιαπωνίας, δηλαδή τον HTTR», δήλωσε η JAEA.
www.worldenergynews.gr
