日本原子能機構(gòu)計劃利用高溫氣冷堆的熱量，以無碳方式生產(chǎn)氫氣。(代表性圖片)

日本正準備建造世界上第一個由下一代核反應堆驅(qū)動的制氫設施。

對于該項目，日本原子能機構(gòu)(JAEA)將使用其先進的高溫氣冷反應堆(HTGR)。

該機構(gòu)的目標是利用高溫氣冷反應堆(HTGR)產(chǎn)生的巨大熱量來生產(chǎn)氫氣，而不會排放二氧化碳。

據(jù)《日本新聞》報道，日本原子能機構(gòu)高溫氣相反應堆項目的負責人坂場成明表示，“我們希望到2030年成功生產(chǎn)氫氣，并將其發(fā)展為世界頂尖技術。”

氫氣生產(chǎn)和日本原子能機構(gòu)的高溫氣冷堆

氫被廣泛視為向脫碳世界轉(zhuǎn)型的關鍵要素。它可以用作交通運輸、發(fā)電和各種工業(yè)過程的清潔燃料。

然而，目前的氫氣生產(chǎn)方法通常能源密集且依賴化石燃料，從而抵消了環(huán)境效益。

JAEA 的項目利用核能清潔能源以可持續(xù)高效的方式生產(chǎn)氫氣，提供了一種有前景的解決方案。

HTGR 代表了核反應堆設計的重大進步。與使用水冷卻的傳統(tǒng)反應堆不同，HTGR 使用氦氣，使其能夠達到更高的溫度。

利用高溫氣冷堆的熱量

傳統(tǒng)反應堆溫度約為 572°F，而高溫氣冷堆可在超過 1472°F 的溫度下運行。這種高溫能力帶來的益處超出了傳統(tǒng)的發(fā)電方式，包括生產(chǎn)氫氣。

該 HTGR 能夠產(chǎn)生高達 870°C (1598°F) 的極高溫度，這是其制氫能力的關鍵。反應堆產(chǎn)生的多余熱量將用于驅(qū)動稱為硫碘循環(huán)的熱化學過程。

該過程利用一系列化學反應將水分解為氫和氧，高溫氣冷堆的熱量提供必要的能量。這種方法提供了一種清潔、高效的氫氣生產(chǎn)方式，無需依賴化石燃料，對脫碳工作做出了重大貢獻。

位于茨城縣大洗町的高溫工程測試反應堆(HTTR)在該項目中發(fā)揮了重要作用。

日本原子能機構(gòu)表示：“高溫工程測試反應堆(HTTR)是日本第一座也是唯一一座高溫氣冷反應堆。”

日本原子能機構(gòu)計劃通過管道將氫氣設施與 HTTR 連接起來，實現(xiàn)高溫氦氣的循環(huán)。然后利用這些熱量促進水和甲烷之間的反應，產(chǎn)生大量的氫氣。

氫氣生產(chǎn)技術的時間表和進展

該機構(gòu)將很快向核監(jiān)管局(NRA)提交該設施的計劃進行審查。

NRA將對該項目進行全面的安全審查，重點關注氫氣設施對核反應堆的潛在影響。

日本原子能機構(gòu)的目標是在 2025 年獲得日本核能管理局的批準，并于 2026 年開始建設。此外，有望在 2030 年開始生產(chǎn)氫氣，并最終在 2030 年代末將該技術開發(fā)用于商業(yè)用途。

近年來，氫氣生產(chǎn)技術取得了長足的發(fā)展。

韓國研究人員最近利用微波在幾分鐘內(nèi)生產(chǎn)出氫氣。此外，他們的技術還聲稱具有成本效益和低能耗。

另一個例子是，加拿大研究人員利用人工智能使綠色氫氣生產(chǎn)更便宜、更高效。