Amonyum boran pelletlerin hidrojen üretim özelliklerinin incelenmesi
Investigation of hydrogen production properties of ammonium borane pellets
Yazar: ELİF KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Geleneksel enerjiden akıllı enerji sistemlerine geçişte sürdürülebilir kalkınma, çevre ve gıda güvenliği gibi unsurlar gözününde bulundurulmalıdır. Enerji sisteminin kaynak kullanımı, verimliliğini, maliyet etkinliğini arttırmak ve düşük karbon emisyonu sağlamak amacıyla yakıt taşıyıcısı olarak hidrojen enerjisi önerilmektedir. Özellikle hidrojenin taşınabilir sistemler için ticari kullanım performansının arttırılmasında depolama ortamının güvenilir, etkin ve düşük maliyetli olacak şekilde geliştirilmesi gereklidir. Amonyum boranın (NH3BH3) katalitik hidrolizine dayanan hidrojen üretim sisteminin tasarlanması akıllı enerjinin gerekliliklerini karşılaması ile ön plana çıkmaktadır.
Bu tez çalışmasının amacı, taşınabilir uygulamalar için NH3BH3 kompozit pelletlerin hazırlanması ve hidrojen enerji sisteminde kullanımının incelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda Co-B katalizörü ile kompozit haline getirilen NH3BH3 farklı sıcaklık ve zaman koşullarında kartuş içinde bekletilerek yapısal ve hidrojen üretim performansındaki değişiklikler incelenmiştir. Bununla beraber hidrojen üretim hızını etkileyen faktörlerin istatistiksel yöntemler temel alınarak etkileri belirlenmiştir. Güvenli, yüksek enerji kapasiteleri, kontrollü H2 üretimi ve kolay taşınılabilirlik gibi özellikler gösteren NH3BH3 kompozit pelletlerinin günlük uygulamalarında yakıt kartuşu halinde kullanılması ve bu kartuşun haftada 1 kez doldurulması ve taşıma sıcaklığının 50 oC nin altında tutulması önerilmektedir.

Abstract:
In the change from traditional energy to intelligent energy systems, sustainable development, environment and food safety must be considered. Hydrogen energy is proposed as a fuel carrier in order to improve the resource utilization, yield, cost efficiency and low carbon emission of the energy system. It is necessary to develop the storage medium to be reliable, efficient and low cost to increase commercial use performance, especially for hydrogen portable systems. The design of the hydrogen production system based on the catalytic hydrolysis of ammonium borane (NH3BH3) is predicated on meeting the requirements of intelligent energy.
The aim of this study is the preperation of NH3BH3 pellets for portable applications and investigation of their uses in H2 energy system. For this aim, NH3BH3 which was prepared as a composite with Co-B catalyst have been kept in cartrige at different temperature and time conditions and changes in structure and H2 production performance have been investigated. The effect of the factors that affect the hydrogene production rate have also been investigated based on the statistical methods. It is suggested that NH3BH3 composite pellets which have properties such as high energy capacity, safety, controlled H2 release and easy portability, should be used as fuel cartrige for daily applications and these cartriges should be filled once a week, carriage temperature should be below 50oC.