Sürekli bir sistemde sodyum borhidrür hidroliz reaksiyonunun incelenmesi
Investigation of sodium borohydride hydrolysis in continuous reaction system
Yazar: ESRA BALKANLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİT EREN FİGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Hidrojen enerjisi = Hydrogen energy ; Katalitik reaksiyon = Catalytic reaction ; Metal oksit katalizörü = Metal oxide catalyst

Özet:
Sodyum borhidrür, hidroliz reaksiyonu sayesinde sudan da hidrojen alarak %10,6'lık bir hidrojen taşıma kapasitesinde yakıt görevi görebilmektedir. Ancak hidroliz reaksiyonlarının yüksek verimle gerçekleşebilmesi için katalizör ortamında bulunması gerekmektedir. Yakıt özelliğini sürekli bir sisteme entegre etmek ve bu sistem için yüksek verimli, ucuz ve kolay rejenere olacak katalizörlerin üretilmesi ve üretilen katalizörlerin gelişmiş yüzey özelliklerine sahip olarak hidroliz sistemine uyum sağlaması önemlidir.
Bu çalışmada, katalitik sürekli bir sistemde hidrojen üretiminde bimetalik ve trimetalik katalizörlerin etkileri incelenmiştir. Reaksiyon sırasındaki dönüşümün verimliliğini arttırma ve yan ürün etkisini azaltmak amacı ile seramik köpük üzerine bimetalik Lityum-Kobalt ve Bakır-Kobalt oksitleri kaplanarak sürekli sistemde kullanılmıştır. Ayrıca üçüncü metal olarak ve soy metalin reaksiyondaki etkisini görmek üzere Platin ve Paladyum oksitleri hazırlanmış, bimetalik oksitlere ve seramik köpüğe eklenmiştir.
Hazırlanan katalizörlerin, morfolojik yapı analizleri için SEM, yüzey alan ölçümleri için BET, metalik içerik oranları için ICP-MS, kristal yapı analizleri için ise XRD ve XPS kullanılarak analizleri yorumlanmıştır. Katalizörlerin hidrojen üretim performansları katalizörün tipi, alkali NaBH4 çözeltisi oranı, akış hızı ve sıcaklık parametreleri dikkate alınarak sürekli sistemde gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Sodium borohydride, a hydrogen carrier due to the hydrolysis reaction, can serve as a fuel at a capacity of 10.6% by taking hydrogen from water. However, hydrolysis reactions must take place in the catalyst environment in order to achieve high efficiency. Important properties for such hydrolysis systems involve integrating the fuel characteristic of Sodium Borohydride into a continuous system and producing highly efficient, inexpensive, easy to regenerate and adaptable catalysts to the hydrolysis system with improved surface properties.
In this study, different bimetallic and trimetallic catalysts have been investigated in a continuous hydrogen generation system of sodium borohydride (NaBH4). With the aim of eliminating the 'byproduct effect' and increasing the efficiency, ceramic foams, coated with bimetallic lithium-cobalt and copper-cobalt oxides were used in a continuous reactor as catalysts. In addition, trimetallic catalysts have been prepared by adding oxides of Pt and Pd to bimetallic oxides and coated on ceramic foam.
Prepared foam catalysts have been characterized by SEM for morphological structure analysis, BET for surface area measurements, ICP-MS for elemental composition, XRD and XPS for crystal structure analysis. Hydrogen production yield has been examined in terms of catalyst type, NaBH4/NaOH rate, flow rate and reaction temperature in the continues reaction system.