Catalytic combustion of methanol on structured catalysts for direct methanol fuel cell
Direkt metanol yakıt pilleri için metanolün yapısal katalizörler üzerinde katalitik yanması
- Tez No: 299178
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EROL ŞEKER, DOÇ. DR. GÜLDEN GÖKÇEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Chemical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Bu çalışmada alümina destekli platinyum katalizörler üzerinde metanolün yanma reaksiyonu incelenmiştir. Çalışmanın amacı; metal yüklemenin, alan hızının ve ortam sıcaklığının, hem denge sıcaklığı hem de direkt metanol yakıt pilinin tipik çalışma sıcaklığı olan 60 oC'ye ulaşma zamanı üzerindeki etkisini incelemektir. Alümina sol-gel yöntemi ile hazırlamış ve platinyum alümina üzerine impregne edilmiştir. Metanol yanma reaksiyonu tübüler reaktörde gerçekleştirilmiştir.Katalizörlerin karakterizasyonları XRD ve BET analizleri ile yapılmıştır. Reaksiyondan önceki Pt parçacık boyutu ve katalizörlerin yüzey alanları, reaksiyondan sonra yapılan analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır.Bu çalışmada saf alüminanın metanolün yanma reaksiyonunda aktif olmadığı ancak faklı yüklemelerdeki Pt/Al2O3 katalizörlerinin oda sıcaklığında aktif olduğu gözlenmiştir. 2, 3 ve 5% Pt yüklemeli katalizörler benzer aktiviteyi göstermiştir. Bu sonuç platinyumun ortalama kristalit boyutunun ve dağılımının bu yüklemedeki katalizörlerde benzer olduğunu gösterebilir.En yüksek denge sıcaklığı ve 60 oC'ye ulaşmak için geçen en düşük zaman, aktive edilmiş katalizörde düşük alan hızına aitken, aktive edilmeden kullanılan katalizörde yüksek alan hızına aittir.Katalizörlerin aktivitesi oda sıcaklığından daha düşük sıcaklıklarda da test edilmiştir. Ortam sıcaklığı oda sıcaklığından daha düşük olduğunda, katalizörlerin denge sıcaklığının düştüğü ve yeterli sıcaklığa ulaşmak için geçen zamanın yükseldiği gözlenmiştir.Metanol yanma reaksiyonu için tübüler reaktöre ek olarak, levha reaktör hazırlanmıştır. Bu amaçla, farklı konsantrasyonlarda alümina solleri hazırlanmış ve paslanmaz çelik levhalar üzerine kaplanmıştır. Fakat, kalkmalar ve çatlamalar nedeniyle optimum bir kaplama kalınlığı elde edilememiştir, bu nedenle bu alanda daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
The major goal of this study is to investigate the effect of metal loading, space velocity and the outside temperature on both the steady state temperature of the alumina supported platinum catalysts and on time to reach at the temperature of 60 oC of a typical direct methanol fuel cell operating temperature in methanol combustion reaction. Alumina supported platinum catalysts were synthesized by using impregnation method and sol-gel made alumina. The methanol combustion reaction was performed in a tubular reactor.The characterization of the catalysts was performed by XRD and BET techniques. Particle size of Pt and surface area of the catalysts were compared before and after the reaction.In this study, it was found that the pure alumina was not active in methanol combustion whereas Pt/Al2O3 catalysts with varying loadings were active starting at room temperature. 2, 3 and 5% Pt loading catalysts showed the similar activity so it is possible that the average crystallite size and the crystallite size distribution of Pt on these catalysts would be similar.The space velocity tests indicated that low space velocity is required to quickly reach at 60 oC and also to achieve the highest steady state temperature for fresh catalyst whereas high space velocity is required to quickly reach at 60 oC and to achieve the highest steady state temperature for reused catalyst.The activity of the catalyst was also tested at sub-room temperatures. It was observed that the steady state temperature of the catalyst decreased and the time to reach at 60 oC increased when the outside temperature was below the room temperature.In addition to the tubular reactor, plate reactor was prepared for the methanol combustion. For this purpose, varying concentration alumina sols were coated on the stainless steel plates. However, optimum coating thickness could not be obtained because of the crack formation and peeling offs; thus, further detailed studies are necessary for obtaining stable coating suitable for the catalytic combustion.
Benzer Tezler
- Zr and silicotungstic acid incorporated silicate structured mesoporous catalysts for dimethyl ether synthesis
Dimetil-eter sentezinde Zr ve silikotungstik asit içeren silika yapılı mezogöznekli katalizörler
SULTAN ORMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Sıcak yapay gazdan katalitik amonyak giderimi
Catalytic ammonia removal from hot syngas
YELİZ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Modifiye ketonik reçinelerin poliüretan üretiminde kullanılması
Başlık çevirisi yok
LÜTFULLAH YUSUF YİVLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Tungstofosforik asit içerikli mezogözenekli alümina katalizörleri ile sentez gazından doğrudan dimetil eter üretimi: basınç, sıcaklık ve katalizör oranının etkisi
Direct dimethyl ether synthesis from syngas over mesoporous alumina supported tungstophosphoric acid catalysts: effect of pressure, temperature and catalyst ratio
DERYA ERKAL USLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR
- An alternative fuel assessment model for ships and experiments on the effect of methanol on diesel engines
Gemiler için bir alternatif yakıt değerlendirme modeli ve metanolün dizel motorlarda etkileri üzerine deneysel çalışma
BURAK ZİNCİR
Doktora
İngilizce
2019
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ