Amonyak boran sentezi ve katalitik olmayan dehidrojenasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: RAGIP KIZILTAŞ

Danışman: Göksel Özkan

Özet:

Günümüzde, tüm dünyada alternatif kaynaklardan enerji elde etmek amacıyla birçok çalışma yürütülmektedir. Hidrojen en hafif elementtir, evrende bol miktarda bulunur, çevre dostudur ve temiz bir enerji kaynağı olarak ön plana çıkmaktadır. Hidrojenin etkin ve güvenli bir şekilde depolanması önem arz etmektedir. Hidrojeni kimyasal olarak depolayabilen önemli bileşiklerden biri olan amonyak boran (NH3BH3), yüksek hidrojen depolama kapasitesine (teorik olarak kütlece %19,6) sahip, oda koşullarında oldukça kararlı ve dehidrojenasyonu ile yüksek saflıkta hidrojen üretimine olanak sağlayan bir bileşiktir. Bu çalışmada; amonyak boranın, amonyum format (NH4HCO2) ve sodyum borhidrürden (NaBH4) sentezlenme koşulları ve yapısal özellikleri araştırılmıştır. Amonyak boran sentez koşulları için sodyum borhidrür derişimi (0,15-0,20 M), reaksiyon sıcaklığı (25-45 °C), reaksiyon süresi (90-210 min) ve reaktif mol oranının (0,5-1,0) üretim verimine ve ürün saflığına etkisi istatistiksel deney tasarımı yaklaşımı kullanılarak parametrik olarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra, amonyak boran sentezine pH ve çözücü tipi etkisi araştırılmıştır. Yürütülen parametrik çalışmalar neticesinde, %95,43 üretim verimi ile amonyak boran bileşiği sentezlenmiştir. Çalışma kapsamında; X-ışınları Kırınımı (XRD) analizi, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) spektroskopisi ile sentezlenen amonyak boran bileşiğinin karakterizasyonu gerçekleştirilmiş ve yüksek saflıkta elde edilebildiği görülmüştür. Amonyak boran çözeltilerinin katalitik olmayan dehidrojenasyon deneyleri kapsamında ise, amonyak borandan termohidroliz yöntemi ile 120 °C’de %85,41 verimle hidrojen üretilmiştir