Geri Dön

Hydrogen adsorption on Cu(I)-exchanged zeolites

Cu(I)-içeren zeolitler üzerinde hidrojen adsorpsiyonu

  1. Tez No: 536381
  2. Yazar: İSMİHAN ALTIPARMAK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR İPEK TORUN, PROF. DR. DENİZ ÜNER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2021

    Mühendislik BilimleriKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI

  2. 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

    Türkçe

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZCAN

    DR. BEKTAŞ KARAKELLE

  3. Development of wastewater treatment methods for flotation plants

    Flotasyon tesisleri için atık su arıtma yöntemlerinin geliştirilmesi

    YASEMİN ÖZTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAFİR EKMEKÇİ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM BIÇAK

  4. Melamin bazlı reçine sentezi ve iyon değiştirici özelliğinin incelenmesi

    Synthesis of melamine-based resin and investigation of its ion exchange property

    MELEK DOĞUTAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Kimyaİstanbul Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İZZET TOR

  5. Tavuk kalbinden süperoksit dismutazın saflaştırılması, karakterizasyonu ve immobilizasyonu

    Purification, characterization and immobilization of superoxide dismutase form chicken heart

    LÜTFİYE ARZU BOZKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    KimyaDokuz Eylül Üniversitesi

    Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEMAN TARHAN