Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için al-cr sütunlu bentonit destekli kobalt borür katalizörlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of cobalt boride catalysts supported on al-cr pillared bentonite for hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride
- Tez No: 956648
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKER KIPÇAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Fosil yakıt kaynaklarının tükenmekte olduğu günümüzde hidrojen çok önemli bir yere sahip olmasının yanı sıra temiz ve çevreye zarar vermeyen bir enerji kaynağıdır. Hidrojen kaynağı olarak yüksek depolama kapasitesine sahip olan sodyum borhidrür gibi kimyasal hidrürler kullanılmaktadır. Sodyum borhidrürden hızlı ve verimli şekilde hidrojen üretebilmek için ekonomik ve etkili katalizörlere ihtiyaç vardır. Bu çalışmada sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretmek için farklı oranlarda Al ve Cr ile sütunlanan sodyum bentonit destekli CoB katalizörler emdirme ve indirgeme yöntemleri kullanılarak sentezlendi. Sentezlenen katalizörlerin karakteristik ve yapısal özelliklerini belirlemek amacıyla XRD, BET, SEM-EDS, ICP-MS, XPS ve FTIR analizleri yapıldı. Sonrasında katalizörlerin NaBH4'ün hidrolizinden hidrojen üretimindeki etkinlikleri incelendi. Sentezlenen katalizörlerle yapılan katalitik hidroliz deneylerinde kütlece % Cr oranı, katalizör miktarı, NaOH derişimi, NaBH4 derişimi ve sıcaklığın hidrojen üretim hızına etkileri incelendi ve en etkin katalizörün tekrar kullanılabilirliği araştırıldı. Hazırlanan katalizörler içinde katalitik aktivitesi en yüksek olan %3 Cr oranıyla hazırlanan CoB@AlCr3/Na-bentonit katalizörüyle, kütlece %10 NaOH ve %5 NaBH4 derişimleri ile 50 °C'de çalışıldığında hidrojen üretim hızı 2854 mL/dk.gkat olarak hesaplandı. Bu katalizörle gerçekleşen tepkimenin 4,7 dakika sürdüğü gözlendi ve tepkimenin aktivasyon enerjisi 55,98 kJ/mol bulundu. Katalitik testlerin döngü bazında yüzdesel verimleri ele alındığında 1. döngü için %89,6 olan verimin 2. döngüden 5. döngüye kadar yaklaşık %86 civarında sabit kaldığı gözlendi. Sonuç olarak literatürdeki katalizörlerle CoB@AlCr3/Na-bentonit katalizörü kıyaslandığında bu katalizörün NaBH4'den H2 üretiminde etkin ve ekonomik bir alternatif olarak kullanılabileceği belirlendi.
Özet (Çeviri)
In today's world, where fossil fuel sources are depleting, hydrogen plays a crucial role as it is a clean and environmentally friendly energy source. Chemical hydrides, such as sodium borohydride, which have a high storage capacity, are used as hydrogen sources. Economically viable and effective catalysts are needed to produce hydrogen from sodium borohydride rapidly and efficiently. In this study, Al-Cr pillared sodium bentonite supported CoB catalysts were synthesized using impregnation and reduction methods at different Al and Cr ratios for hydrogen production from the hydrolysis of sodium borohydride. XRD, BET, SEM-EDS, ICP-MS, XPS, and FTIR analyses were performed to determine the characteristic and structural properties of the synthesized catalysts. Subsequently, their effectiveness in hydrogen generation from the hydrolysis of NaBH4 was investigated. In catalytic hydrolysis experiments with the synthesized catalysts, the effects of Cr content (by weight %), catalyst amount, NaOH concentration, NaBH4 concentration, and temperature on hydrogen generation rate were studied, and the reusability of the most effective catalyst was examined. Among the prepared catalysts, the one with 3% Cr content, labeled CoB@AlCr3/Na-bentonite, produced hydrogen at a rate of 2854 mL/min.gcat at 50°C with 10% NaOH and 5% NaBH4 concentrations. The reaction with this catalyst lasted approximately 4.7 minutes, and the activation energy was found to be 55.98 kJ/mol. When considering the percentage efficiencies of the catalytic tests over cycles, the efficiency started at 89.6% in the first cycle and remained around 86% from the second to the fifth cycle. In conclusion, when compared with catalysts reported in the literature, the CoB@AlCr3/Na-bentonite catalyst was identified as an effective and economical alternative for hydrogen production from NaBH4.
Benzer Tezler
- Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için bentonit ve zeolit destekli metal borür katalizörlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of metal boride catalysts supported on bentonite and zeolite for hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride
ESİN KALPAZAN
Doktora
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER KIPÇAK
- Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için tarımsal atıklardan katalizör sentezi
Catalyst synthesis from agricultural wastes for hydrogen generation from hydrolysis of sodium
PETEK BADEM BECEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZDEMİR
- Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için heterojen katalizörlerin geliştirilmesi ve tepkime kinetiğinin geliştirilmesi
Development of heterepgeneous catalysts for hydrogen production from sodium borohydride and investigation reaction of kinetics
SERDAR ERDOĞAN
- Metal oksit destekli bimetalik kobalt katalizörleri ile sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi
Hydrogen generation from hydrolysis of sodium borohydride on metal oxide supported bimetallic cobalt catalysts
HATİCE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ÖZDEMİR
- Grafen oksit destekli Co-B ve Co-Mo-B katalizörleri kullanılarak potasyum borhidrürden hidrojen üretimi
Hydrogen production from potassium borohydri̇de by usi̇ng graphene oxide supported Co-B and Co-Mo-B catalysts
ABDURRAHMAN KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL DEMİR