Investigation of an integrated hydrogen production system based on nuclear and renewable energy sources: Comparative evaluation of hydrogen production options with a regenerative fuel cell system

هیدروژن به عنوان یک گزینه حامل انرژی پایدار و کارآمد در کاهش آلودگی محیط زیست افزایش یافته است و به عنوان یک راه حل بالقوه برای بحران فعلی انرژی دیده می شود. تولید هیدروژن از طریق تجزیه آب، یک فرآیند بالقوه برای استفاده مستقیم از انرژی حرارتی هسته ای برای افزایش بهره وری است و از این طریق تسهیل صرفه جویی در انرژی را تسهیل می کند. در حالی که بسیاری از منابع انرژی تجدید پذیر در دسترس هستند به دلیل قابلیت اطمینان، کیفیت، کمیت و تراکم آنها محدود است، انرژی هسته ای بالقوه است که سهم قابل توجهی از عرضه انرژی را با تأثیرات بسیار محدودی بر تغییرات آب و هوایی داشته باشد. مدل پیشنهادی در این مطالعه یک سیستم تولید هیدروژن یکپارچه است که ترکیبی از انرژی هسته ای و انرژی خورشیدی است. این سیستم یکپارچه شامل ذخیره سازی هیدروژن و تبدیل آن به برق توسط یک سیستم سلول سوخت بازسازی در صورت نیاز است. بسیاری از فرآیندهای تقسیم آب بالایی وجود دارند که می توانند با منابع انرژی هسته ای و خورشیدی ارتباط داشته باشند تا آب را به اجزای تشکیل دهنده آن تجزیه کنند، از جمله هیدروژن است. در این راستا، یک مطالعه تطبیقی ​​برای ارزیابی فرآیند تولید و ذخیره سازی هیدروژن بهینه و امکان پذیر با یک سلول سوختی احیا کننده که می تواند به این سیستم یکپارچه مرتبط باشد، انجام می شود. مطالعات انجام شده در این زمینه در مورد فرایندهای تولید هیدروژن نشان می دهد که تجزیه آب ترمو شیمیایی به عنوان بهترین گزینه برای تولید هیدروژن، در مقایسه با الکترولیز، به دلیل راندمان بالا و هزینه های پایین آن است. کارایی انرژی و اگزرژی پروسه های مختلف تولید هیدروژن و سیستم های سلول سوختی ارزیابی و مقایسه می شود. همچنین، در این کارآیی، یک مطالعه پارامتری برای مشاهده شرایط مختلف عملیاتی انجام شده است.