Национальное исследовательское агентство Японии запланировало провести полевые испытания в 2028 году. Сегодня более подробно рассмотрим, что из себя представляет новое производство и как будут проходить полевые испытания.
Коротко о планируемых испытаниях
В ходе испытаний будет проверен новый метод производства водорода из ядерного реактора следующего поколения. Особенность метода заключается в том, что водород практически полностью производится из отработанного тепла.
На прошлой неделе Японское агентство по атомной энергии (далее - Агентство), провело испытание на безопасность высокотемпературного реактора с газовым охлаждением (далее - реактор). Теперь Агенство планирует провести полевые испытания по производству водорода с использованием отработанного тепла уже в 2028 году, как сообщает японская ежедневная газета Nikkei.
Японское агентство по атомной энергии разработало ядерный реактор с газовым охлаждением, который является низкоэффективным, но очень безопасным. В этом реакторе не произойдёт расплавления ядра, даже если не использовать управляющие стержни или в случае отказа системы газового охлаждения. Это особенно важно для Японии, пережившей разрушительную ядерную катастрофу на Фукусиме в 2011 году.
Как работает реактор?
Реактор способен достигать температуры 870 °C и производить большое количество отработанного тепла. По мнению Агентства, это тепло можно использовать для получения водорода (эта возможность изучается с 2010 года). Процесс получения водорода включает использование отработанного тепла в термохимической реакции, известной как серо-йодный цикл. Первый диоксид серы и йод добавляются в воду в процессе, известном как реакция Бунзена, которая производит слоистую жидкость, содержащую серную кислоту и йодид водорода. Эти два соединения разделяются либо путем дистилляции, либо гравитацией, а затем йодид водорода нагревается до 500°C для получения водорода и йода.
В предлагаемом методе предусмотрена дальнейшая концентрация раствора йодида водорода. Для этого раствор проходит через систему «электродиализа». В этой системе положительно заряженные молекулы водорода отделяются от отрицательно заряженных молекул йода через катионообменную мембрану.
Похоже, что это единственный этап процесса, на котором используется электроэнергия. Из последнего обзора исследований и разработок агентства, который был опубликован в январе 2024 года, неясно, является ли этот этап дополнением к термохимическому процессу или представляет собой отдельную стадию.
Серная кислота нагревается отдельно до 900 °C. Это позволяет получить кислород, диоксид серы и воду. Эти вещества обычно дополнительно отделяются конденсацией. Затем все базовые химические вещества перерабатываются в процессе.
Новый вид водорода: розовый
Отметим, что термин «розовый водород» не является устоявшимся или общепринятым в научной или технической литературе. С 2010 года Агентство изучает возможность производства так называемого «розового» водорода, используя отработанное тепло от реактора. К концу текущего десятилетия агентство намерено создать демонстрационный завод.
Агентство планирует к 2030 году продемонстрировать производство водорода с использованием ядерного тепла реактора. Кроме того, оно намеревается обратиться в Японский орган по ядерному регулированию с просьбой расширить мощности с нынешних 30 МВт до 250 МВт. По оценкам агентства, этого объёма будет достаточно для производства «зелёного» водорода, которого хватит для питания 200 000 автомобилей на топливных элементах в год.
Кроме того, правительство Японии, предположительно, намерено играть ключевую роль в реализации данного проекта, пока эта технология не будет готова к более масштабному применению в коммерческих целях. Однако на данный момент нет информации о том, какая часть из 21 млрд иен (138 млн долларов США), выделенных на декарбонизацию и инновации, была направлена на этот проект.
В заключении обобщим, что Япония активно работает над созданием новых методов производства водорода, уделяя особое внимание безопасности и экологичности. Японское агентство по атомной энергии исследует потенциал производства водорода с использованием отработанного тепла ядерного реактора.
Источник: Hydrogeninsight
