摘 要:氢能和核能因其不会排放二氧化碳,被看作是环境友好型能源。日本东芝公司一直致力于高温水蒸气电解技术的研发,利用核能通过固体氧化物电解池制氢。本文通过对应用于高温气冷堆的系统概念的研究,同时从制氢效率、制氢成本和开发风险的角度回顾东芝公司的相关研究成果,证实了核能高温水蒸气电解制氢的可能性。
关键字:制氢、高温水蒸气电解、核能、固体氧化物电池、高温气冷堆、制氢效率
关于核能高温水蒸气电解制氢的研究
笠井 重夫,藤原 齐二,山田 和矢,小川 斗
松永健 太郎,吉野 正人,帆足 英二,牧野 新一
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目录
I. 序言
II. 高温水蒸气电解制氢的原理及研究课题
1. 高温水蒸气电解制氢原理
(1)电解池结构及反应式
(2)制氢所需的功率
(3)热中性点
2. 研究课题
(1)制氢效率
(a)制氢效率的定义
(b)提高制氢效率的措施
(c)总结
(2)制氢成本
(a)制氢成本的定义
(b)降低制氢成本的措施
a) 防止制氢量的损失
b) 成本最小化
c) 总结
(3)开发风险
(a) 高温水蒸气电解的研发现状
(b)降低风险的措施
a)大容量风险
b)故障风险
(c)总结
(4)研究课题的总结
III. 东芝电解实验分析
1. 电解池的开发
(1)电解池的设计
(2)电解特性
(3)总结
2. 电解装置(SOEC)的开发
(1)电解装置(SOEC)的设计
(2)制氢特性
(3)总结
IV. 与高温气冷反应堆连接的制氢系统的建造
1. 基本思路
2. 系统配置和流程图分析
(1)系统配置
(2)流程图分析
3. HTE工厂配置
4. 关于应用的研究
5. 与核氢生产系统安全有关的问题
(1)氢气安全规定
(2)系统建造问题
(a)基于法律和标准现状的注意事项
(b)与系统建造有关的注意事项
a)氢气生成侧的异常对反应堆侧的影响以及反应堆侧的异常对氢气生产侧的影响
b)制氢过程的流体和反应堆冷却系统的分离
V. 结论