Войти
Упрощенная диаграмма цикла медь – хлор медь - хлор цикл (цикл Cu – Cl) - это четырехступенчатый термохимический цикл для производства водорода. Цикл Cu – Cl представляет собой гибридный процесс, в котором используются как этапы термохимии, так и этапы электролиза. Он требует максимальной температуры около 530 градусов Цельсия.
Цикл Cu – Cl включает четыре этапа химические реакции для расщепления воды, итоговая реакция которых разлагает воду на водород и кислород. Все остальные химические вещества перерабатываются. Процесс Cu – Cl может быть связан с ядерными установками или другими источниками тепла, такими как солнечная энергия и промышленные отработанное тепло, чтобы потенциально достичь более высокой эффективности, меньшего воздействия на окружающую среду и более низких затрат на производство водорода, чем любая другая традиционная технология.
Цикл Cu – Cl - один из выдающихся термохимических циклов, разрабатываемых в рамках Международного форума поколения IV (GIF). С помощью GIF более десятка стран по всему миру разрабатывают ядерные реакторы следующего поколения для высокоэффективного производства как электроэнергии, так и водорода.
Перечислены четыре реакции в цикле Cu – Cl следующим образом:
Компания Atomic Energy of Canada Limited продемонстрировала экспериментально электролизер CuCl, в котором водород вырабатывается электролитически на катоде, а Cu (I) окисляется до Cu (II) на аноде, тем самым объединяя вышеуказанные стадии 1 и 4 для исключения промежуточного образования и последующего переноса твердой меди.
Приблизительно 50% тепла, необходимого для запуска этой реакции, может быть уловлено из самой реакции. Другое тепло может быть получено любым подходящим способом. Недавние исследования были сосредоточены на схеме когенерации с использованием отходящего тепла ядерных реакторов, в частности, реактора со сверхкритической водой CANDU .
Преимущества цикла медь-хлор включают более низкие рабочие температуры, возможность использования низкопотенциального отходящего тепла для повышения энергоэффективности и потенциально более дешевые материалы. По сравнению с другими термохимическими циклами, процесс Cu – Cl требует относительно низких температур, до 530 ° C (990 ° F).
Другим важным достоинством этого цикла является относительно низкое напряжение (следовательно, низкий расход электроэнергии), которое требуется для электрохимической стадии (от 0,6 до 1,0 В, возможно, даже 0,5, если может быть достигнута более низкая плотность тока). Общий КПД цикла Cu – Cl составляет чуть более 43% без учета дополнительных потенциальных выгод от использования отходящего тепла в цикле.
Работа с твердыми частицами между процессами и агрессивными рабочими жидкостями представляет собой уникальную проблему для разработки инженерного оборудования. Среди прочего, в настоящее время используются следующие материалы: никелевые сплавы, облицованная стеклом сталь, огнеупорные материалы и другие современные материалы.
