根据 NuScale Power 发布的最新评估报告,单个小型核反应堆 NuScale Power Module(NPM)每天能够经济生产将近 50 吨的氢燃料。这项由爱达荷州国家实验室进行的初步研究表明,通过改善 NPM 的输出功率能够使从水中分离的氢气比此前多 20%。
氢燃料被认为是有望替代化石燃料的候选者之一。使用氢燃料的汽车可以通过燃烧电池中的气体来发电,这能让电动汽车更加得环保,实现零排放的碳足迹。不过当前氢燃料电池也因为充电速度慢而无法广泛应用。
而氢燃料电池的另一个重大障碍就是提取困难。和化石燃料不同,氢气无法像天然气那样存在于可开采的沉积物中。它必须使用大量能量从更复杂的分子中提取。实际上,当今世界产生的氢气中有 95% 直接来自化石燃料,其中最大的供应来自蒸汽甲烷重整,蒸汽和甲烷气体的混合物在高压下与镍催化剂接触而处于高压状态,产生氢气,一氧化碳和少量二氧化碳。
而 NuScale Power 的 NPM 模块采用蒸汽和电力方式。反应器将水加热到 300°C(572°F),然后使用反应器电力输出的2%(约1.8 MW)将蒸汽温度提高到860°C(1,580°F)。然后将其通过高温蒸汽电解系统,该系统像相反的燃料电池一样工作。通过将热能泵入系统,水分解为氢和氧,而不是将气体合并为水以释放能量。
NuScale Power 表示这种氢能源的提取方式在成本上更有竞争力,并且能够和现有的核电发电站配套使用,通过模块化设计生产氢气。此外,这家总部位于俄勒冈州的公司估计,单个NPM每年将减少二氧化碳排放量16.8万吨。