Hydrogen adsorption on Cu(I)-exchanged zeolites
Cu(I)-içeren zeolitler üzerinde hidrojen adsorpsiyonu
- Tez No: 536381
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR İPEK TORUN, PROF. DR. DENİZ ÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Gün geçtikçe artan dünya nüfusu enerji talebinin de katlanarak artmasına sebep olmakta ve de temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağına olan gereği açığa çıkarmaktadır. Bu bağlamda, hidrojen, gravimetrik olarak yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmasıyla gelecekteki yakıt olmaya adaydır. Bunun için, araçlara monte edilebilir yeni hafif, güvenli ve ekonomik bir hidrojen depolama sisteminin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, Cu(I)-iyonu içeren mikro ve mezogözenekli zeolitler (Cu(I)-[B]-ZSM-5, Cu(I)-[Al]-ZSM-5, mezogözenekli Cu(I)-[B]-ZSM-5, Cu(I)-SSZ-13, Cu(I)-SSZ-39 ve Cu(I)-US-Y) hazırlanmış ve oda sıcaklığında, düşük basınçlarda hidrojen adsorpsiyon testleri yapılmıştır. Bu sebeple, homojen bir şekilde Cu(I)- değişimine olanak sağlayacak sıvı ortamda yeni bir Cu(I)- değişim metodu geliştirilmiştir. Bu metot kullanılarak Cu/Al oranları 1'e ulaşan klorinsiz Cu(I)- zeolitler elde edilmiştir. Cu(I)- içeren örneklerin 278 K ve 323 K sıcaklık aralığında H2 testi yapılmıştır. Test edilen zeolitler arasında, başlangıç diferansiyel H2 adsorpsiyon ısısı 76 kJ mol-1 olan mezogözenekli Cu(I)-[B]-ZSM-5'in en yüksek H2 adsorpsiyon kapasitesine (323 K'de ve 1 bardan düşük basınçlarda 125 μmol H2 gzeolit-1, H2 Cu-1=1.) sahip olduğu gözlenmiştir. İzosterik H2 adsorpsiyon ısı değeri 80 kJ mol-1 olan Cu(I)-SSZ-39 da yüksek H2 depolama kapasitesi (293 K'de ve 1bar'da 60 μmol H2 gzeolit-1, H2 Cu-1=0.08) göstermiştir. Cu(I)-iyonu içeren zeolitlerin adsorpsiyon kapasiteleri ve daha yüksek basınç uygulamaları için potansiyelleri, test edilen zeolitlerin H2 bağlama enerjileri, gözenek boyut ve hacimleri dikkate alınarak tartışılmışt
Özet (Çeviri)
The growing population of the world increases the energy demand exponentially; necessitating utilization of a clean and renewable energy source. In this manner, H2 is a prominent candidate to be the future fuel by having gravimetrically high energy density, provided that a new lightweight, safe and economical onboard hydrogen storage system is developed for H2 fueled fuel cell vehicles. In this thesis, Cu(I)-exchanged micro- and meso-porous zeolites (Cu(I)-[B]-ZSM-5, Cu(I)-[Al]-ZSM-5, mesoporous Cu(I)-[B]-ZSM-5, Cu(I)-SSZ-13, Cu(I)-SSZ-39 and Cu(I)-US-Y) are prepared and tested for H2 adsorption at ambient temperature and low pressures. For this, a new Cu(I)-exchange method in liquid media that results in homogeneous Cu(I)-exchange is developed in this study. Using this new exchange method, Cl-free Cu(I)-samples are obtained with Cu/Al ratios reaching up to 1. Cu(I)-exchanged samples are tested for H2 adsorption in a temperature range between 278 K and 323 K. Among the tested zeolites, the highest H2 adsorption capacity is observed on mesoporous Cu(I)-[B]-ZSM-5 (reaching 125 μmol H2 gzeolite-1, H2 Cu-1 value of 1 at 323 K and at a pressure lower than 1 bar) with initial differential heat of H2 adsorption value of 76 kJ mol-1. Cu(I)-SSZ-39 also shows high H2 uptake capacity (reaching 60 μmol H2 gzeolite-1, H2 Cu-1 value of 0.08 at 293 K and 1 bar) with an isosteric heat of adsorption value of 80 kJ mol-1. The adsorption capacities of Cu(I)-zeolites and their potential for higher pressure applications are discussed considering the H2 binding energies, pore sizes and pore volumes of the tested zeolites.
Benzer Tezler
- High-throughput computational screening of MOFs for carbon dioxide capture and hydrogen purification
Karbon dioksit yakalama ve hidrojen saflaştırma süreçlerinde kullanılmak üzere metal-organik gözenekli yapıların gaz ayırma performanslarının kapsamlı hesaplamalı taraması
GÖKAY AVCI
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Modifiye edilmiş nanokompozit malzeme sentezi ve sulu ortamdan sezyumun uzaklaştırılmasında kullanımı
Synthesis of modified nanocomposite material and its use on removal of cesium from aqueous media
BİLAL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN
DR. BEKTAŞ KARAKELLE
- Development of wastewater treatment methods for flotation plants
Flotasyon tesisleri için atık su arıtma yöntemlerinin geliştirilmesi
YASEMİN ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2018
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFİR EKMEKÇİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM BIÇAK
- Melamin bazlı reçine sentezi ve iyon değiştirici özelliğinin incelenmesi
Synthesis of melamine-based resin and investigation of its ion exchange property
MELEK DOĞUTAN
- Tavuk kalbinden süperoksit dismutazın saflaştırılması, karakterizasyonu ve immobilizasyonu
Purification, characterization and immobilization of superoxide dismutase form chicken heart
LÜTFİYE ARZU BOZKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
KimyaDokuz Eylül ÜniversitesiOrtaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN TARHAN