日本正計劃實地測試一種從下一代核反應(yīng)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(jù)日本《日經(jīng)新聞》報道，日本核研究機構(gòu)日本原子能機構(gòu)(JAEA)上周通過了其新型高溫氣冷堆(HTGR)的安全測試，目前正計劃最早在2028年利用該電廠的余熱進行氫氣生產(chǎn)現(xiàn)場試驗。

HTGR是日本原子能機構(gòu)開發(fā)的一種低效率但超安全的核反應(yīng)堆，即使控制棒(由減緩核反應(yīng)的材料制成)沒有部署，或者氣體冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，堆芯也不會熔化——在一個目睹了2011年福島核災(zāi)難造成的破壞的國家，這無疑是一個巨大的考量因素。

但HTGR的溫度達到870°C，產(chǎn)生大量廢熱，JAEA認(rèn)為這些廢熱可以用來制造氫氣，并且自2010年以來一直致力于相關(guān)研究。

該工藝?yán)脧U熱進行硫碘循環(huán)熱化學(xué)反應(yīng)，從水中提取氫和氧，這是一個三步化學(xué)過程的一部分。

首先，將二氧化硫和碘加入水中，這一過程被稱為本生反應(yīng)，它會產(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(gòu)的方法還設(shè)想通過“電滲析”系統(tǒng)進一步濃縮碘化氫溶液，在該系統(tǒng)中，帶正電的氫分子與帶負電的碘分子通過陽離子交換膜分離。

這似乎是該過程中唯一使用電力的部分——根據(jù)該機構(gòu)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，通常通過冷凝進一步分離。然后，這個過程中的所有的基礎(chǔ)化學(xué)物質(zhì)都被回收。

自2010年以來，日本原子能機構(gòu)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示范工廠。

日本原子能機構(gòu)表示：“我們計劃繼續(xù)進行安全評估，包括遵守法規(guī)，并在2030年之前演示使用HTR(高溫工程試驗反應(yīng)堆，HTGR是其中的一部分)核熱制氫。”

據(jù)《日經(jīng)新聞》報道，日本原子能機構(gòu)計劃向日本核監(jiān)管局請愿，將HTGR從目前的30MW擴大到250MW左右，稱這將產(chǎn)生足夠的綠色氫，每年為20萬輛燃料電池汽車提供動力。

日本原子能機構(gòu)表示：“本機構(gòu)的最終目標(biāo)是通過將氫氣生產(chǎn)工廠連接到日本首個高溫反應(yīng)堆，即HTTR，成功示范核反應(yīng)堆和熱應(yīng)用系統(tǒng)的耦合。”

據(jù)稱，日本政府計劃在HTGR核制氫項目上發(fā)揮主導(dǎo)作用，直到該技術(shù)準(zhǔn)備好用于更廣泛的商業(yè)用途。然而，目前還沒有數(shù)據(jù)顯示，日本原子能機構(gòu)210億日元(合1.38億美元)的脫碳和創(chuàng)新預(yù)算中有多少分配給了這個項目。