Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2009
Öğrenci: ÇETİN ÇAKANYILDIRIM
Danışman: METİN GÜRÜ
Özet:Artan enerji ihtiyacı ve bu ihtiyacın çevre dostu teknolojiler ile karşılanması son yıllarında büyük ilgi toplamaktadır. Bu kapsamda hidrojenin enerji kaynağı olarak gelecekteki uygulamalarda kullanılma olasılığı herkes tarafından kabul görmektedir. Hidrojenin üretimi konusunda sorun yaşanmazken, depolanması alanında bazı sorunlar varlığını sürdürmektedir. Hali hazırda kullanılan sistemler arasında; sıvı fazda, yüksek basınç altında, aktif karbonda ve bazı kimyasal yapılar içerisinde hidrojenin depolanmasına yönelik teknikler vardır. Gerek hidrojenin yapısı gerekse termodinamik zorunluluklar hidrojenin kimyasal yapılar içerisinde saklanmasını avantajlı kılmaktadır. Bu kimyasal bileşikler arasında metal borhidrürler büyük öneme sahiptir. Bu araştırmada, LiBH4 ve NaBH4 bileşiklerinin sentezleri çalışılmıştır. LiBH4 sentezi için Li ve B başlangıç malzemeleri farklı mol oranlarında hazırlanmış ve Ar atmosferinde bilyeli değirmende katı-katı tepkimesi gerçekleştirilmiştir. Ara ürün en az 50 bar basınçta hidrojene tabi tutularak LiBH4 sentezlenirken, NaBH4 üretimi için trimetil borat ve NaH kullanılmıştır. NaBH4 üretimi için gerekli olan trimetil boratın üretim şartları da bu çalışma kapsamındadır. Çalışmalar sonucunda; B/Li mol oranı 0,214 iken LiBH4 veriminin yüksek olduğu tespit edilmiştir. NaBH4 sentezinde ise 250 oC'de trimetil boratın stokiyometrik orandan 6 kat fazla kullanılması sonuçlar üzerinde olumlu etki yapmıştır. Üretilen ürünlerin safsızlaştırılması için piridin, tetrahidrofuran, dimetil eter dietilen glikol ve etilen diamin kullanılmıştır. Sentezlenen metal borhidrürlerin bünyesindeki hidrojenin alınması için NaOH'in stabilizatör olarak bulunduğu alkali çözeltiler hazırlanmıştır. 1 g LiBH4 Ni ve NiO katalizörleri ile yapılan dehidrojenasyon işleminde sırasıyla 1423 ve 1973 mL hidrojen açığa çıkarmıştır bu yapıdaki miktarın % 90'ına denk gelirken, NaBH4 için bu değer CoCl2 katalizörü ile % 225'dir. Bu sonuç kullanılan sudan da hidrojen elde edildiğini göstermesi açısından önemlidir. CoCl2'ün farklı destek malzemeleri yüzeyine emdirilmesiyle hazırlanan katalizörlerde γ-Al2O3 en kararlı destek malzemesi olarak seçildi. CoCl2 oranının değiştirilmesi ile dehidrojenasyon süresinin kontrolünün 500-3000 dakika aralığında mümkün olduğu tespit edildi. NaBH4 üretim maliyetinin düşürülmesi yaygın kullanımı sağlamak açısından önemlidir. Bu amaçla, dehidrojenasyon atığı NaBO2'ın geri kazanımı MgH2 kullanılarak yine bilyeli değirmen ve Ar atmosferinde çalışıldı. % 30 civarında fazla MgH2 ile başka ek kimyasallara gerek kalmadan 10 saatlik çalışılma süresi sonunda %70'in üzerinde verimle NaBH4 sentezlenebileceği gözlendi.