Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: OKAY SERKAN ANGI
Danışman: Göksel Özkan
Özet:
Günümüzde gelişen teknoloji ve artan insan nüfusuna paralel olarak enerji tüketimi artmıştır. Enerji ihtiyacının büyük bir bölümü hala fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Fosil yakıtların çevresel etkileri düşünüldüğünde yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelinmesi gerekmektedir. Evrende en çok bulunan kimyasal element olan hidrojen, yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olup küresel enerji ihtiyacını çevreci bir şekilde karşılama potansiyeline sahiptir. Doğada saf halde bulunmayan H2 başta su olmak üzere C-H-N içeren doğal yakıtlar (kömür, doğal gaz vb. gibi) ve pek çok kimyasal hammadde yapısında bolca bulunur. Hidrojenin üretilmesinin yanı sıra gündelik hayatımıza uyarlanabilmesi için güvenli ve ihtiyaç anında verimli şekilde hidrojen salınımını gerçekleştirebilen malzemelerde depolanması gerekmektedir. Ayrıca geleciğin teknolojisi olduğu düşünülen yakıt pili sistemlerinde hidrojen enerjisinin kullanımı için uygun depolama malzemelerinin kullanılması şarttır. Enerji üretimi amacıyla üretilen H2 günümüzde fiziksel ve kimyasal depolama olmak üzere iki yöntemle depolanmaktadır. Yaygın kullanılan fiziksel depolama türlerinden sıkıştırılmış formda depolama güvenlik nedeniyle özellikle ulaşım ve taşınabilir cihaz sektörlerinde önemli riskler içermektedir. Bu nedenle kütlece %7 ve üzerinde H2 içeren ve uygun koşullarda H2’i kolaylıkla salabilen kimyasal depolama malzemeleri son dönemde öne çıkmaya başlamıştır. Özellikle bor içerikli depolama maddelerinden olan metal borhidrürler (NaBH4, LiBH4, Ca(BH4)2 gibi) , amonyak boran (NH3BH3) ve etilen diamin bisboran (C2H4(NH2)2(BH3)2) gibi amin ve alkil amin boranlar sahip oldukları kütlece yüksek hidrojen depolama kapasiteleri ile oldukça popüler araştırma alanlarıdır. Bu çalışmada hidrojenin kimyasal olarak depolandığı bir bileşik olan etilen diamin bisboranın (EDAB) katalitik buhar fazı ve düşük sıcaklıkta hidrolizi ile dehidrojenasyonun gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Katalitik buhar fazı deneyleri borusal dolgulu reaktörde gerçekleştirilmiştir. Katalizör aktif maddesi olarak palladyum (Pd), destek maddesi olarak Nikel/Karbon-köpük ve titanyum dioksit (TiO2) olmak üzere iki farklı malzeme kullanılmıştır. Ni/Cköpük elektrokimyasal çöktürme/kaplama yöntemi ile TiO2 ise sol-jel yöntemi ile hazırlanmıştır. Düşük sıcaklık deneyleri aynı katalizörlerle kesikli reaktörde gerçekleştirilmiştir. Deneysel parametre olarak sıcaklık, derişim ve kataliz miktarının seçildiği deneysel çalışmalar sonucunda hidroliz reaksiyonun Langmuir-Hinshelwood kinetiğine uyduğu, aktivasyon enerjisinin 33,61 kJ.mol-1 olarak belirlenmiş ve 80oC’de 4,97 eşdeğer mol H2 üretilmiştir. Ayrıca buhar fazı dehidrojenasyonu deneylerinde 300oC’de 7, 450oC’de 9,5 eşdeğer mol H2 üretildiği sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler : Etilen diamin bisboran, katalitik hidroliz, hidrojen üretimi, hidrojen
depolanması, dehidrojenasyon