Ceviz kabuğu atıklarından Taguchi yöntemiyle üretilen destekli katalizörlerin hidrojen üretme ve enerji depolama kapasitelerinin araştırılması
Investigation of hydrogen production and energy storage capacities of supported catalysts produced from walnut shell wastes by Taguchi method
- Tez No: 924983
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KAYA, DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİHA ÖZARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Siirt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Bu çalışma kapsamında, organik atık türlerinden biri olan ceviz kabuğundan (CK) sodyum borhidrürün (NaBH4) metanolizinde kullanılmak üzere katalizörler sentezlenmiştir. Bu katalizörlerden en verimli olanının belirlenmesinde Taguchi yöntemi kullanılarak zamandan, malzemeden ve işgücünden tasarruf sağlanması amaçlanmıştır. Ardından, katalitik aktivitesi en yüksek olarak belirlenen katalizör kullanılarak farklı katalizör miktarları, NaBH4 derişimleri ve reaksiyon sıcaklıklarında en yüksek hidrojen üretimini sağlamak amacıyla metanoliz deneyleri yapılmıştır. Ayrıca hidrojen üretimi reaksiyonlarında çözücü olarak metanol+propilen glikol karışımı kullanılarak hidrojen üretim hızı (HGR) üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Bu amaçla deney parametrelerinin etkisi araştırılmış ve çeşitli katalizör miktarları, NaBH4 derişimleri ve reaksiyon sıcaklıklarında deneyler yapılmıştır. CK-katalizörü kullanılarak gerçekleştirilen metanoliz reaksiyonlarında elde edilen maksimum HGR 5013,9 ml dk-1g-1 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, bu katalizörün aktivasyon enerjisi 9,80 kJ/mol olarak bulunmuştur. Çözücü olarak metanol/propilenin kullanıldığı reaksiyonda HGR 49800 ml dk-1g-1 ve aktivasyon enerjisi de 45,47 kJ/mol olarak tespit edilmiştir. CK-katalizörünün karakterizasyonunda XPS, XRD, FTIR ve SEM-EDX analizleri kullanılmıştır. Ayrıca katalitik aktivitesi en yüksek CK-katalizörü, süperkapasitör tasarımında elektrot malzemesi olarak kullanılmış ve elektrokimyasal performansı incelenmiştir. Katalizörün enerji depolama kapasitesini bulabilmek için elektrokimyasal ölçümler yapılmıştır. Bu amaçla Döngüsel Voltametri (CV), Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), Galvanostatik Şarj-Deşarj (GCD) ve kararlılık döngü analizleri yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, catalysts were synthesized for the methanolysis of sodium borohydride (NaBH4) using walnut shell (WS), one of the organic waste types. The Taguchi method was employed to determine the most efficient catalyst, aiming to save time, materials, and labor. Then, methanolysis experiments were conducted with the catalyst that showed the highest catalytic activity, in order to achieve the highest hydrogen production under various catalyst amounts, NaBH4 concentrations, and reaction temperatures. Additionally, the effect of using a methanol/propylene glycol mixture as the solvent in hydrogen production reactions was evaluated in terms of hydrogen production rate (HGR). To this end, the influence of experimental parameters was investigated, and experiments were carried out at various catalyst amounts, NaBH4 concentrations, and reaction temperatures. The maximum HGR obtained in methanolysis reactions using the WS catalyst was calculated to be 5013.9 ml min-1 g-1. Moreover, the activation energy of this catalyst was found to be 9.80 kJ/mol. In the reaction where methanol+propylene glycol was used as the solvent, the HGR was 49800 ml min-1 g-1, and the activation energy was determined to be 45.47 kJ/mol. Characterization of the WS catalyst was performed using XPS, XRD, FTIR, and SEM-EDX analyses. Furthermore, the WS catalyst with the highest catalytic activity was used as an electrode material in supercapacitor design, and its electrochemical performance was investigated. Electrochemical measurements were conducted to determine the energy storage capacity of the catalyst. For this purpose, Cyclic Voltammetry (CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Galvanostatic Charge- Discharge (GCD), and stability cycle analyses were performed.
Benzer Tezler
- Farklı doğal takviyeli biyokompozitlerin su sorpsiyonu ve termal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of water sorption and thermal properties of different natural reinforced biocomposites
KIANOOSH ZAMANI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLNARE AHMETLİ
- Derin ötektik çözücüler ile ceviz kabuklarından fenolikbileşenlerin eldesi
Ultrasound-assisted deep eutectic solvent extraction of phenolic compounds from walnut shell waste
AYŞENUR ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENEM KAMİLOĞLU BEŞTEPE
- Ceviz kabuğu dolgulu epoksi hibrit kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of mechanical behaviours of epoxy hybrid composite materials filled with walnut shell
ÜZEYİR ADIBELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İDRİS KARAGÖZ
DOÇ. DR. SİNAN ŞEN
- Bazı gıda atıklarından elde edilen ekstraktların balık yağı oksidatif kararlılığına etkisi
Effect of extracts obtained from some food waste on the oxidative stability of fish oil
ELİF SULTAN KARABAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖĞÜTCÜ
- Polietilen atığın ve ceviz kabuğunun birlikte su buharı gazlaştırmasıyla hidrojence zengin sentez gazı üretimi
Production of hydrogen-rich syngas from steam co-gasification of polyethylene waste and walnut shell
ELSHAN NADIROV
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZKAN MURAT DOĞAN