Denizcilik uygulamalarında hidrojen yakıt üretimine yönelik etkin katalizör geliştirilmesi
Development of efficient catalysts for on-board hydrogen production in maritime applications
- Tez No: 1018187
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN ELÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Denizcilik, Energy, Marine
- Anahtar Kelimeler: Hidrojen enerjisi, Yeşil enerji, Hydrogen energy, Green energy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uluslararası deniz taşımacılığında karbon emisyonlarını sıfıra indirme hedefi, güvenli ve verimli hidrojen depolama teknolojilerine olan ihtiyacı artırmıştır. Bu tez çalışması, denizcilik uygulamalarında karşılaşılan fiziksel depolama risklerini minimize eden sodyum borhidrürün (NaBH₄) katalitik hidroliz yönteminin performansını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, hidroliz reaksiyonunun yavaş kinetiğini hızlandırmak üzere, grafitik karbon nitrür (g-C₃N₄) destekli kobalt-bor (Co-B) nanokompozit katalizörleri geliştirilmiştir. Sentezlenen katalizörlerin yapısal özellikleri; XRD, FE-SEM, XPS, ICP-MS ve FT-IR analizleri ile karakterize edilmiş, destek malzemesinin morfolojik yapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, farklı reaksiyon parametrelerinin (sıcaklık, NaOH ve NaBH₄ derişimi, katalizör miktarı) hidrojen üretim hızına etkileri sistematik olarak test edilmiştir. Analizler sonucunda, g-C₃N₄ desteğinin aktif metal yüzey alanını artırarak katalitik etkinliği saf Co-B'ye göre yaklaşık 2,7 kat iyileştirdiği belirlenmiştir. Optimize edilen katalizör ile 37,26 L g⁻¹ dk⁻¹ hidrojen üretim hızına ulaşılmış ve aktivasyon enerjisi 38,20 kJ mol⁻¹ olarak hesaplanmıştır. Ayrıca katalizörün tekrar kullanılabilirlik testlerinde, beşinci döngü sonunda dahi yüksek kararlılık sergilediği gözlemlenmiştir. Bu çalışma, geliştirilen katalizör sisteminin gemi içi hidrojen üretiminde kompakt ve verimli bir çözüm sunduğunu, mevcut yakıt ikmal altyapılarına entegrasyon potansiyeli taşıdığını deneysel verilerle ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The objective of achieving zero carbon emissions in international maritime transportation has amplified the demand for safe and efficient hydrogen carriers. This thesis aims to enhance the performance of the catalytic hydrolysis of sodium borohydride (NaBH₄), a method that mitigates the physical storage risks associated with maritime applications. Within the scope of this study, graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) supported cobalt-boron (Co-B) catalysts were developed to accelerate the slow kinetics of the hydrolysis reaction. The structural properties of the synthesized catalysts were characterized using XRD, FE-SEM, XPS, ICP-MS, and FT-IR analyses, and the effects of the support material on the morphological structure were investigated. In the experimental studies, the effects of various reaction parameters (temperature, NaOH and NaBH₄ concentrations, and catalyst amount) on the hydrogen generation rate were systematically tested. The analyses revealed that the g-C₃N₄ support enhanced the catalytic efficiency by approximately 2.7 times by increasing the active metal surface area. With the optimized catalyst, a hydrogen generation rate of 37.26 L g⁻¹ min⁻¹ was achieved, and the activation energy was calculated as 38.20 kJ mol⁻¹. Furthermore, reusability tests demonstrated that the catalyst exhibited high stability even after the fifth cycle. This study demonstrates that the synthesized catalyst offers a compact and efficient solution for on-board hydrogen production and holds the potential for integration into existing bunkering infrastructures.
Benzer Tezler
- Decarbonization pathways in maritime transportation: A techno-economic analysis of alternative marine fuels
Denizcilik taşımacılığında karbon salımının azaltılması yolları: Alternatif deniz yakıtlarının tekno-ekonomik analizi
EMİR EJDER
Doktora
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ARSLANOĞLU
- Effect of pack aluminizing on hydrogen charging behavior of Ti6Al4V alloy fabricated by selective laser melting
Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen Ti6Al4V alaşımının hidrojen şarj davranışı üzerine kutu alüminyumlama işleminin etkisi
BELGİN ATAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- İHA uygulamalarına uygun atmosferde çalışan bir Wankel motorunun performansının analizi ve iyileştirilmesi
Performance analysis and improvement of a Wankel engine operating at the siutable atmosphere for UAV's applications
MERVE KÜÇÜK
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SÜRMEN
DOÇ. DR. RAMAZAN ŞENER
- Gemi elektrik sistemi ve acil durum jeneratörü kısmi yüklerini besleyen hidrojen yakıt pili modeli
Ship electrical system and fuel cell feeding emergency generator partial loads models
ZEHRA KONAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
- Dizel-amonyak karışımları ile çalıştırılan bir dizel motor için emisyon azaltmaya yönelik deneysel uygulamalar ve simülasyon çalışmaları
Experimental applications and simulation studies for emission reduction in a diesel engine fueled with diesel - ammonia mixtures
BERNA KANBEROĞLU ARSLAN
Doktora
Türkçe
2026
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN GONCA