Серно-йодный цикл (S-I цикл) – термохимический способ производства водорода из воды. Эффективный метод с переработкой реагентов, разработанный в 1970-х.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Термохимический процесс, используемый для производства водорода.
Thermochemical process used to produce hydrogen
Цикл серы и йода (S–I цикл) — это трехступенчатый термохимический цикл, применяемый для получения водорода. S–I цикл состоит из трех химических реакций, в которых в качестве исходного реагента используется вода, а конечными продуктами являются водород и кислород. Все остальные химические вещества рециркулируют. Для процесса S–I требуется эффективный источник тепла.
The sulfur–iodine cycle (S–I cycle) is a three step thermochemical cycle used to produce hydrogen. The S–I cycle consists of three chemical reactions whose net reactant is water and whose net products are hydrogen and oxygen. All other chemicals are recycled. The S–I process requires an efficient source of heat.
Исследования
Цикл S–I был изобретен в General Atomics в 1970-х годах. Японское агентство по атомной энергии (JAEA) провело успешные эксперименты с циклом S–I в высокотемпературном испытательном реакторе с гелиевым охлаждением, реактор, достигший первой критичности в 1998 году. JAEA планирует использовать перспективные ядерные реакторы IV поколения с очень высокой температурой (VHTR) для производства водорода в промышленных масштабах. (В Японии этот цикл называют циклом IS.) Разрабатываются планы по тестированию более крупных автоматизированных систем для производства водорода. В рамках соглашения Международной инициативы по ядерным энергетическим исследованиям (INERI) французское агентство CEA, General Atomics и Sandia National Laboratories совместно разрабатывают серно-йодный процесс. Дополнительные исследования проводятся в Национальной лаборатории Айдахо, а также в Канаде, Корее и Италии.
The S–I cycle was invented at General Atomics in the 1970s. The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has conducted successful experiments with the S–I cycle in the Helium cooled High Temperature Test Reactor, a reactor which reached first criticality in 1998, JAEA have the aspiration of using further nuclear very high temperature generation IV reactors (VHTR) to produce industrial scale quantities of hydrogen. (The Japanese refer to the cycle as the IS cycle.) Plans have been made to test larger scale automated systems for hydrogen production. Under an International Nuclear Energy Research Initiative (INERI) agreement, the French CEA, General Atomics and Sandia National Laboratories are jointly developing the sulfur iodine process. Additional research is taking place at the Idaho National Laboratory, in Canada, Korea and Italy.
Материальные проблемы
S–I цикл включает в себя операции с агрессивными химическими веществами при температурах до примерно [укажите температуру из контекста, если она есть, иначе оставьте как есть]. Выбор материалов с достаточной коррозионной стойкостью в условиях процесса имеет ключевое значение для экономической целесообразности этого процесса. Предлагаемые материалы включают следующие классы: тугоплавкие металлы, реактивные металлы, суперсплавы, керамика, полимеры и покрытия. К ним относятся танталовые сплавы, сплавы ниобия, благородные металлы, стали с высоким содержанием кремния, некоторые суперсплавы на основе никеля, муллит, карбид кремния (SiC), стекло, нитрид кремния (Si3N4) и другие. Недавние исследования, проведенные при создании масштабных прототипов, показывают, что новые технологии обработки поверхности тантала могут стать технически и экономически оправданным способом для создания установок большего масштаба.
The S–I cycle involves operations with corrosive chemicals at temperatures up to about The selection of materials with sufficient corrosion resistance under the process conditions is of key importance to the economic viability of this process. The materials suggested include the following classes: refractory metals, reactive metals, superalloys, ceramics, polymers, and coatings. Some materials suggested include tantalum alloys, niobium alloys, noble metals, high silicon steels, several nickel based superalloys, mullite, silicon carbide (SiC), glass, silicon nitride (Si3N4), and others. Recent research on scaled prototyping suggests that new tantalum surface technologies may be a technically and economically feasible way to make larger scale installations.
Экономика водорода
Цикл серы и йода был предложен в качестве способа получения водорода для водородной экономики. Он не требует использования углеводородов, в отличие от современных методов парового риформинга, но нуждается в тепле, получаемом от сжигания, ядерных реакций или солнечных теплоконцентраторов.
The sulfur iodine cycle has been proposed as a way to supply hydrogen for a hydrogen based economy. It does not require hydrocarbons like current methods of steam reforming but requires heat from combustion, nuclear reactions, or solar heat concentrators.