Bor minerallerinden PEM yakıt pili uygulamaları için sodyum borhidrür sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of sodium borohydride from boron minerals for use in PEM fuel cell applications
- Tez No: 572166
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERKER FIÇICILAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Bu çalışmada PEM yakıt pillerinde hidrojen kaynağı olarak kullanılan Sodyum Borhidrür'ün (NaBH4) bir bor minerali olan Kolemanit'ten sentezi gerçekleştirilmiştir. Sodyum borhidrür, önemli bir enerji kaynağı olan hidrojen gazını yapısında depolama özelliğinden ötürü PEM yakıt pili uygulamalarında yaygın kullanıma ulaşmıştır. Sodyum borhidrür yapısında ağırlıkça %10.6 hidrojen barındırır ve su ile etkileşime girdiğinde büyük miktarda H2 salınmasına sebep olur. Ayrıca güvenli ve pratik bir hidrojen kaynağıdır. Bu nedenle başlıca yakıt pilleri olmak üzere hidrojen enerjisinden faydalanılan birçok alanda tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında kolemanitten başlanarak sırasıyla borik asit, trimetil borat ve sodyum borhidrür sentezlenmiştir. Çalışmada önce kolemanitten borik asit farklı sıcaklıklarda (75oC, 80oC ve 85oC) sentezlenmiştir. Analitik yöntemler ile yapılan hesaplamalar sonucunda elde edilen borik asitlerin sırasıyla kütlece %91,50, %95,20 ve %97,67 saflığa sahip oldukları gözlemlenmiştir. İkinci aşamada, sentezlenen borik asit ve ticari borik asit kullanarak trimetil borat sentezi gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise ikinci aşamada üretilen trimetil borat ve ticari trimetil borat kullanılarak sodyum borhidrür sentezlenmiştir. Sodyum borhidrür sentezinde deneyler, farklı sıcaklıklarda (220oC, 250oC ve 280oC), 2 bar basınçta ve argon atmosferinde yürütülmüştür. Her aşama sonunda elde edilen numunenin yapısal karakterizasyonu X-ışını kırınımı (XRD) analizi ve içerdiği fonksiyonel gruplar Fourier Dönüşümlü Infrared Spektroskopisi (FT-IR) analizi ile incelenmiştir. Elde edilen sodyum borhidrürün ayrıca Doğrusal Tarama Voltametrisi (LSV) analizleri yapılmıştır. Elde edilen sodyum borhidrür ticari sodyum borhidrür ile karşılaştırılarak ürünün özellikleri değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, it is thought that colemanite, which is one of the boron minerals, is a new fuel cell used for PEM fuel cell applications that provides at low temperature hydrogen in sodium borohydride (NaBH4). Sodium hydride is very reactive with water, which causes large amounts of H2 to be released. Sodium borohydride (NaBH4) is a safe and practical source of hydrogen. Therefore, boric acid, trimethyl borate and sodium borohydride have been synthesized starting from colemanite, one of the boron minerals. Sodium borohydride, which is an important energy source of hydrogen gas in the structure of the storage feature PEM fuel cell applications have reached widespread use. In the thesis, boric acid was first synthesized from colemanite. The structural properties of 75oC, 80oC and 85oC were changed by X-ray diffraction (XRD) analysis and functional groups were analyzed by Fourier transformed Infrared spectroscopy (FT-IR). Boric acid changes obtained by analytical methods were calculated as 91.5%, 95.20% and 97.67% by mass respectively. In the second step, trimethyl borate was synthesized using boric acid and standard boric acid produced in the first step. During the synthesis of trimethyl borate, the molar amounts of methyl alcohol were changed to 4,6 and 8. Functional groups of the sample obtained by FT-IR analysis were observed. In the third step, sodium borohydride was synthesized using trimethyl borate and standard trimethyl borate produced in the second step. In sodium boron hydride synthesis, experiments were carried out by changing the temperature values (220oC, 250oC and 280oC) under argon gas at 2 bar pressure. XRD, FT-IR and Linear Scanning Voltammetry (LSV) analyzes of the obtained product were performed. The properties of the product were evaluated by comparing the obtained sodium boron hydride with commercial sodium borohydride.
Benzer Tezler
- Bor minerallerinden borik asit üretimi
Başlık çevirisi yok
DİLEK ŞARDA
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEVFİK GEDİKBEY
- Bor minerallerinden çıkılarak çeşitli borik asit esterlerinin sentezlenmesi ve yapılarının tayini
Synthesized of various boric acid esters by using boron minerals and determanition of their structure
SEYFİ HISIM
- Uleksitin borik asit çözeltisinde çözünme kinetiği kalsinasyonu ve optimizasyonu
Dissolution kinetics of ulexide in boric acid solutions, calcination and optimization
MEHMET HARBİ ÇALIMLI
- Farklı bor minerallerinden çinko borat üretimi
Zinc borate production from different boron minerals
ÖZLEM AKGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİYE PİŞKİN
- Çeşitli bor minerallerinden hidrofobik ve nanoyapılı çinko borat üretim yöntemlerinin geliştirilmesi
The development of production methods of hydrophobic and nano zinc borate from different boron minerals
EMRE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN TUĞRUL