日本正計劃實(shí)地測試一種從下一代核反應堆中生產(chǎn)氫氣的新方法，其中氫氣幾乎完全由廢熱產(chǎn)生。
據日本《日經(jīng)新聞》報道，日本核研究機構日本原子能機構(JAEA)上周通過(guò)了其新型高溫氣冷堆(HTGR)的安全測試，目前正計劃最早在2028年利用該電廠(chǎng)的余熱進(jìn)行氫氣生產(chǎn)現場(chǎng)試驗。
HTGR是日本原子能機構開(kāi)發(fā)的一種低效率但超安全的核反應堆，即使控制棒(由減緩核反應的材料制成)沒(méi)有部署，或者氣體冷卻系統出現故障，堆芯也不會(huì )熔化——在一個(gè)目睹了2011年福島核災難造成的破壞的國家，這無(wú)疑是一個(gè)巨大的考量因素。
但HTGR的溫度達到870°C，產(chǎn)生大量廢熱，JAEA認為這些廢熱可以用來(lái)制造氫氣，并且自2010年以來(lái)一直致力于相關(guān)研究。
該工藝利用廢熱進(jìn)行硫碘循環(huán)熱化學(xué)反應，從水中提取氫和氧，這是一個(gè)三步化學(xué)過(guò)程的一部分。
首先，將二氧化硫和碘加入水中，這一過(guò)程被稱(chēng)為本生反應，它會(huì )產(chǎn)生一種含有硫酸和碘化氫的分層液體。
這兩種化合物通過(guò)蒸餾或重力分離，然后將碘化氫加熱到500°C產(chǎn)生氫和碘。
日本原子能機構的方法還設想通過(guò)“電滲析”系統進(jìn)一步濃縮碘化氫溶液，在該系統中，帶正電的氫分子與帶負電的碘分子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜分離。
這似乎是該過(guò)程中唯一使用電力的部分——根據該機構2024年1月發(fā)布的最新研究與發(fā)展評論，似乎還不并清楚，這是對熱化學(xué)過(guò)程的補充，還是提議的修正案。
硫酸被單獨加熱到900°C，產(chǎn)生氧氣、二氧化硫和水，通常通過(guò)冷凝進(jìn)一步分離。然后，這個(gè)過(guò)程中的所有的基礎化學(xué)物質(zhì)都被回收。
自2010年以來(lái)，日本原子能機構一直在研究利用高溫堆的余熱生產(chǎn)所謂“粉紅”氫的潛力，并希望在本十年末建立一個(gè)示范工廠(chǎng)。
日本原子能機構表示：“我們計劃繼續進(jìn)行安全評估，包括遵守法規，并在2030年之前演示使用HTR(高溫工程試驗反應堆，HTGR是其中的一部分)核熱制氫。”
據《日經(jīng)新聞》報道，日本原子能機構計劃向日本核監管局請愿，將HTGR從目前的30MW擴大到250MW左右，稱(chēng)這將產(chǎn)生足夠的綠色氫，每年為20萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)提供動(dòng)力。
日本原子能機構表示：“本機構的最終目標是通過(guò)將氫氣生產(chǎn)工廠(chǎng)連接到日本首個(gè)高溫反應堆，即HTTR，成功示范核反應堆和熱應用系統的耦合。”
據稱(chēng)，日本政府計劃在HTGR核制氫項目上發(fā)揮主導作用，直到該技術(shù)準備好用于更廣泛的商業(yè)用途。然而，目前還沒(méi)有數據顯示，日本原子能機構210億日元(合1.38億美元)的脫碳和創(chuàng )新預算中有多少分配給了這個(gè)項目。
