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Hydrogen production by thermochemical water-splitting IS process utilizing heat from high-temperature reactor HTTR

高温ガス炉HTTRの核熱を用いた水分解熱化学法ISプロセスによる水素製造

坂場 成昭 ; 笠原 清司  ; 大橋 弘史 ; 佐藤 博之  ; 久保 真治  ; 寺田 敦彦  ; 西原 哲夫 ; 小貫 薫; 國富 一彦 

Sakaba, Nariaki; Kasahara, Seiji; Ohashi, Hirofumi; Sato, Hiroyuki; Kubo, Shinji; Terada, Atsuhiko; Nishihara, Tetsuo; Onuki, Kaoru; Kunitomi, Kazuhiko

高温ガス炉は発電のみならず水素製造にも利用できる優れた特長を有している。日本原子力研究開発機構が開発している日本初の高温ガス炉HTTRは、世界最高となる950$$^{circ}$$Cの核熱を炉外に取り出すことに成功した。近い将来、二酸化炭素を全く排出することなく水分解により水素を製造する熱化学法ISプロセスをHTTRに接続し、高温ガス炉による水素製造を実証する計画である。HTTRによる水素製造の実証は、原子炉と化学プラントである水素製造装置の接続技術を世界で初めて確立することになる。原子力機構では2005年度からHTTRにISプロセスを接続するHTTR-ISシステムの概念検討を開始した。本報は、HTTRの概要を示すとともに、原子力機構におけるISプロセスの開発計画,HTTR-ISの熱効率評価結果を含む概念検討結果を示す。HTTR-ISシステムによる核熱を用いた水素製造の実証は、来るべき水素社会の水素供給源として大きく期待されている。

High-temperature reactors (HTRs) are particularly attractive due to their wide industrial application from electricity generation to hydrogen production. The Japan Atomic Energy Agency's (JAEA's) HTTR, which is the first HTR in Japan, attained its maximum reactor-outlet coolant temperature and successfully delivered 950$$^{circ}$$C coolant helium outside its reactor vessel. A hydrogen production system based on the thermochemical water-splitting iodine sulphur (IS) process is planned to be connected to the HTTR in the near future. This will establish the hydrogen production technology with an HTR, including the system integration technology for connection of hydrogen production system to HTRs. It will probably be the world's first demonstration of hydrogen production directly using heat supplied from an HTR. The HTTR-IS system design was launched from a conceptual design in 2005. This paper shows the summary of the HTTR, plan for developing the IS process in JAEA, thermal efficiency evaluation for the HTTR-IS system, etc. The verification of the hydrogen production by the HTTR-IS system by using heat from a nuclear reactor is greatly expected to contribute to the commercialization of nuclear hydrogen in coming hydrogen society.

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