ژاپن در حال آماده‌سازی برای ساخت اولین تأسیسات تولید هیدروژن جهان است که با یک رآکتور هسته‌ای نسل جدید فعالیت می‌کند.
برای این پروژه، آژانس انرژی اتمی ژاپن (JAEA) از رآکتور پیشرفته گاز سرد با دمای بالای خود (HTGR) استفاده خواهد کرد.
این آژانس هدف دارد تا از گرمای بسیار زیادی که توسط رآکتور گاز سرد با دمای بالا (HTGR) تولید می‌شود استفاده کند تا هیدروژن بدون انتشار دی‌اکسید کربن تولید کند.
به گزارش The Japan News ، ناری‌آکی ساکابا، مسئول پروژه رآکتور گاز سرد با دمای بالا در JAEA، گفت: "ما امید داریم که تا سال ۲۰۳۰ در تولید هیدروژن موفق شویم و آن را به برترین فناوری جهان تبدیل کنیم."
تولید هیدروژن و HTGR JAEA
به طور وسیع، هیدروژن به عنوان عاملی اساسی در گذار به دنیای بدون کربن در نظر گرفته می‌شود. می‌توان از آن به عنوان سوخت پاک برای حمل و نقل، تولید برق و فرایندهای صنعتی مختلف استفاده کرد.
با این حال، روش‌های فعلی تولید هیدروژن غالباً انرژی‌بر و به سوخت‌های فسیلی وابسته هستند، که مزایای زیست محیطی را نفی می‌کنند.
پروژه JAEA راه حلی امیدوارکننده ارائه می‌دهد که از انرژی پاک هسته‌ای برای تولید هیدروژن به روشی پایدار و کارآمد استفاده می‌کند.
HTGR نمایانگر پیشرفت بزرگی در طراحی رآکتورهای هسته‌ای است. برخلاف رآکتورهای متداول که برای خنک‌سازی از آب استفاده می‌کنند، HTGRها از گاز هلیوم بهره می‌برند که به آنها امکان می‌دهد تا به دماهای بسیار بالاتری دست یابند.
استفاده از گرمای HTGR
در حالی که رآکتورهای عادی به حدود 572 درجه فارنهایت می‌رسند، HTGRها می‌توانند در دماهایی بیش از 1472 درجه فارنهایت عمل کنند. این توانایی دمای بالا، فوایدی را فراتر از تولید برق سنتی ارائه می‌کند، از جمله تولید هیدروژن.
توانایی HTGR در ایجاد دماهای بسیار بالای تا 870 درجه سانتی‌گراد (1598 درجه فارنهایت) کلیدی برای قابلیت‌های تولید هیدروژن آن است. گرمای اضافی از رآکتور برای راه‌اندازی یک فرایند ترموشیمیایی به نام چرخه گوگرد-ید استفاده می‌شود.
این فرایند با استفاده از یک سری واکنش‌های شیمیایی، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کرده و گرمای HTGR انرژی مورد نیاز را تأمین می‌کند. این روش راهی پاک و کارآمد برای تولید هیدروژن بدون وابستگی به سوخت‌های فسیلی ارائه داده و به طور چشمگیری به تلاش‌های دکربونیزاسیون کمک می‌کند.
رآکتور آزمایشی مهندسی دمای بالا (HTTR)، که در اوارای، استان ایباراکی قرار دارد، در این پروژه نقشی اساسی ایفا می‌کند.
"رآکتور آزمایشی مهندسی دمای بالا (HTTR) اولین و تنها رآکتور گاز سرد با دمای بالا در ژاپن است،" گفت JAEA.
JAEA برنامه دارد تا تأسیسات تولید هیدروژن را از طریق لوله‌کشی به HTTR متصل کند، که به گردش گاز هلیوم با دمای بالا اجازه می‌دهد. سپس این حرارت برای تسهیل واکنش بین آب و متان استفاده خواهد شد و به تولید مقادیر زیادی هیدروژن می‌انجامد.
جدول زمانی و پیشرفت‌ها در فناوری تولید هیدروژن
این آژانس به زودی طرح خود را برای تأسیسات به منظور بررسی به تنظیم‌کننده انرژی هسته‌ای (NRA) ارسال خواهد کرد.
NRA بررسی جامع ایمنی پروژه را انجام خواهد داد، و بر تاثیر احتمالی تأسیسات هیدروژن بر رآکتور هسته‌ای تمرکز خواهد کرد.
JAEA قصد دارد تا در سال ۲۰۲۵ تأییدیه‌های NRA را به دست آورد و ساخت و ساز را در سال ۲۰۲۶ آغاز کند. علاوه بر این، امیدوار است تا تولید هیدروژن را تا سال ۲۰۳۰ آغاز کرده و در نهایت این فناوری را برای استفاده تجاری در اواخر دهه ۲۰۳۰ توسعه دهد.
فناوری تولید هیدروژن در سال‌های اخیر به طور قابل توجهی تکامل یافته است.
محققان در کره جنوبی اخیراً از مایکروویوها برای تولید هیدروژن در چند دقیقه استفاده کردند. علاوه بر این، ادعا می‌شود که فناوری آنها مقرون به‌صرفه و کمتر انرژی‌بر است.
در نمونه‌ای دیگر، محققان کانادایی از هوش مصنوعی برای ارزان‌تر و کارآمدتر کردن تولید هیدروژن سبز استفاده کردند.
