Sustainable hydrogen production process development using reducible oxides
İndirgenebilir oksitler kullanılarak sürdürülebilir hidrojen üretim süreçlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 623809
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Hidrojen enerjisi, Süreç optimizasyonu, Solar energy, Hydrogen energy, Process optimization
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerjiye olan talep, yükselen dünya nüfusu ve yaşam standartları ile beraber artmaktadır. Bu talebi, uygun ve yenilenebilir enerji kaynakları ile karşılamak önemli bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Güneş ya da rüzgar enerjisi gibi opsiyonlar, kesikli doğalarından dolayı sürekli enerji üretimi için uygun değildir. Bundan dolayı, yenilenebilir enerjinin hidrojen gibi yapılarda depolanması önem kazanmaktadır. Bu tez kapsamında, güneş enerjisi entegrasyonu ile hidrojen üretim teknolojilerinin önündeki sürdürülebilirlik bariyeri, iki aşamalı termokimyasal süreçler ve metan riformlama süreçleri için, malzeme geliştirme ve enerji kullanımı açılarından ele alındı. Malzeme geliştirme açısından, malzemelerin metal oksijen bağ yapma ve bağ kırmaya olan yönelimi, termodinamik analiz yardımıyla araştırıldı. Reaksiyon kontrol mekanizmalarının çalışılan süreçlere etkisi, sıcaklık programlı deneyler yardımıyla çalışıldı. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda, hidrojen veriminin (maksimum 52.5 mL/g MOx), ısı ve kütle transferi etkisinde olduğu kadar, metal oksijen bağ kırılmasının önündeki termodinamik bariyerin etkisinde de olduğu görüldü. Çalışılan indirgenebilir metal oksitler ayrıca konvansiyonel metan riformlama sürecinde de test edildi. Sonrasında, riformlama reaksiyonunun enerjisinin güneş enerjisininden karşılanması için, metan riformlama sürecine güneş enerjisi entegrasyonu çalışıldı. ASPEN Plus yazılımı ile gerçekleştirilen simülasyonlar, güneş riformlama reaktörüne dahil edilecek bir yanma odası ile gün içerisindeki güneş enerjisi kayıplarının minimize edilebileceğini ortaya koydu. Böylece, kesintisiz hidrojen üretimi için eşsiz hibrit bir süre ortaya çıktı. Bu sürecin gerçek ortamda gösterimi gelecekteki çalışmalara bırakıldı.
Özet (Çeviri)
The energy demand is driven by increasing world population and living standards. Sustaining this demand with available and renewable energy sources is a major challenge. The options such as solar and wind power, are unreliable for a steady energy production due to their intermittent nature. Therefore, the storage of renewable energy, such as hydrogen, gains importance. In the scope of this thesis, a sustainability barrier in front of solar integrated hydrogen production processes was addressed in terms of material development and energy utilization perspectives for the two step thermochemical cycles and methane reforming processes. From the material development perspective, thermodynamic analysis was performed for investigating the driving force towards metal oxygen bond breaking and bond formation. The effect of reaction control mechanisms on the processes is studied through temperature programmed experiments etc. Conducted experiments revealed that hydrogen yield (maximum 52.5 mL/g MO¬¬x) was limited by heat and mass transfer resistances as well as a severe thermodynamic barrier in front of metal oxygen bond breaking. The studied red/ox couples were also investigated in conventional methane reforming process. Thereafter, solar energy integration to methane reforming process was studied for sustaining reaction energy from solar. Simulations performed by ASPEN Plus revealed that the solar energy losses observed in a daily basis is overcame with an integrated combustion zone to solar reformer, so a unique hybrid process was proposed for uninterruptable hydrogen production. The demonstration of this proposed process under real environment was left as a future subject.
Benzer Tezler
- Investigation of novel ammonia production options using photoelectrochemical hydrogen
Başlık çevirisi yok
YUSUF BİÇER
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiUnıversıty Of Ontarıo Instıtute Of TechnologyPROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Process simulation of biomass and coal chemical looping gasification for hydrogen production
Hidrojen üretimi için biyokütle ve kömürün kimyasal döngülü gazlaştırma prosesinin benzetimi
WISAM FALAH HASAN ALOBAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER FARUK DİLMAÇ
- Yeşil sentez metodu ile hazırlanan Ag2S temelli nanokompozitlerin fotokatalitik hidrojen üretiminde kullanılması
The use of Ag2S based nanocomposites prepared by green synthesis method in photocatalytic hydrogen production
AYDIN BARIŞ ŞİMŞİR
- Metal organic framework (MOF) based electrocatalytic hydrogen production
Metal organik çerçeve (MOF) bazlı elektrokatalitik hidrojen üretimi
KİNDA JOUNA VETTİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
- Design, synthesis, and photocatalytic hydrogen production performance of novel mof-mxene hybrid materials
Yeni mof–mxene hibrit malzemelerin tasarımı, sentezi ve fotokatalitik hidrojen üretim performansı
BURCU TOPALOĞLU AKSOY
