核能到氢能的转化有多种途径,可以利用核能发电进行电解水制氢,也可利用核反应堆产生的热来制氢。 核能发电制氢与普通电解水制氢技术相同,而利用核反应堆发热制氢是未来应用前景广阔的制氢技术,其制氢原理见图4。甲烷蒸汽重整(SMR)是工业上主要的制氢方法,利用核反应堆产生的热作为蒸汽重整的热源时,可显著降低过程所需甲烷气量和成本。但该技术仍属于化石能源制氢,会产生大量的温室气体,不利于推动碳中和进程。 高温电解制氢是以核反应堆产生的高温蒸汽为原料,电耗可降至2.8kWh/m3,远低于传统制氢,但目前仍面临技术不够成熟和高成本等壁垒。而热化学循环分解水制氢则是利用核反应的产热直接制氢,由于反应需在2500℃以上的高温下进行,难以实际应用,如何利用热循环将反应温度控制在适合的范围内是未来该领域的主攻方向。
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