Yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojen üretimi için mantar biyokütlesi ile immobilize edilmiş yeni katalizörlerin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Günümüz teknoloji çağında, küresel enerji talebi, yüksek enerji maliyetleri ve artan çevre kirliliği nedeniyle, fosil yakıt tüketimini azaltmak için temiz enerji üretimi, yenilenebilir enerji kaynakları arayışını hızlandırmıştır. Hidrojen, doğada bolca bulunan, temiz, yüksek verimli yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Hidrojen CO2 emisyonlu fosil yakıtların yerini alabilir ve artan küresel enerji talebine cevap verebilir. Hidrojen fosil yakıtlar gibi birincil enerji kaynağı olmayıp bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen, basınçlı tanklarda, sıvılaştırılmış hidrojen tanklarında ve karbon malzemelerinde moleküler hidrojen şeklinde depolanabilir. Ayrıca metal hidrürler (MH) içerisinde atomik hidrojen şeklinde veya alanatlar (MAlH4) ve bor hidrürler (MBH4) gibi bileşiklerde hidrür iyonu şeklinde depolanabilir Depolama ve taşıma sorunları göz önüne alındığında, alkali ve toprak alkali metallerini yapılarında barındıran kimyasal hidrürlerin ideal hidrojen depolama malzemeleri olduğu düşünülmektedir. Hidrojenin depolanması amacıyla kullanılan bor hidrür bileşiklerden bazıları, sodyum bor hidrür (NaBH4), lityum bor hidrür (LiBH4), Potasyum bor hidrür (KBH4)'dür. En yüksek hidrojen içeriği %37 olan LiBH4' dür. Kimyasal hidrürler arasında sodyum bor hidrür (NaBH4), yüksek H2 depolama kapasitesi (ağırlıkça %10,8), kontrol edilebilir hidrojen üretim hızı, oda sıcaklığında üretilen hidrojenin yüksek saflığı, alkali çözeltide mükemmel stabilitesi, geri dönüşüm yetenekleri ve toksik olmayan hidroliz yan ürünleri nedeniyle özel ilgi görmüştür.NaBH4'ten hidrojen gazı üretiminin ancak uygun bir katalizör eşliğinde gerçekleşmesi ise bu alandaki önemli bir sorundur. Bu tez çalışmasında mantar biokütle destekli Co-Mo-B katalizörlerin sodyum bor hidrürün (SBH) hidrolizinde farklı parametreler kullanılarak katalitik aktiviteleri kıyaslamalı olarak incelenmiştir. Sonuç olarak sentezlenen bütün katalizörlerin sodyum bor hidrürün hidrojen üretimi üzerine etkisi; farklı sıcaklıklarda, farklı NaOH konsantrasyonlarında, farklı sodyum bor hidrür konsantrasyonlarında ve farklı katalizör miktarlarında incelenmiştir.In today's technology, due to global energy demand, high energy costs and increasing environmental pollution, clean energy production has accelerated the search for renewable energy sources in order to reduce fossil fuel consumption. Hydrogen is a clean, highly efficient renewable energy source that is abundant in nature. Hydrogen can replace CO2-emitting fossil fuels and respond to increasing global energy demand. Hydrogen is not a primary energy source like fossil fuels, but an energy carrier. Hydrogen can be stored in the form of molecular hydrogen in pressurized tanks, liquefied hydrogen tanks, and carbon materials. In addition, it can be stored as atomic hydrogen in metal hydrides (MH) or as hydride ions in compounds such as alanates (MAlH4) and boron hydrides (MBH4). Considering the storage and transportation problems, chemical hydrides containing alkali and alkaline earth metals are thought to be ideal hydrogen storage materials. Some of the boron hydride compounds used for the storage of hydrogen are sodium boron hydride (NaBH4), lithium boron hydride (LiBH4), potassium boron hydride (KBH4). The highest hydrogen content is LiBH4 with 37%. Among the chemical hydrides, sodium boron hydride (NaBH4) is due to its high H2 storage capacity (10.8% by weight), controllable hydrogen production rate, high purity of hydrogen produced at room temperature, excellent stability in alkaline solution, recycling capabilities, and non-toxic hydrolysis by-products. The production of hydrogen gas from NaBH4 only in the presence of a suitable catalyst is an important problem in this field. In this thesis, the catalytic activities of Co-Mo-B catalysts supported by mushroom biomass in the hydrolysis of sodium borohydride (SBH) were investigated comparatively by using different parameters. As a result, the effect of all synthesized catalysts on the hydrogen production of sodium borohydride; investigated at different temperatures, different NaOH concentrations, different sodium boro hydride concentrations and different catalyst amounts.