Sodyum borhidrürden hidrojen üretimi için farklı destek malzemeleri kullanarak etkin katalizörlerin geliştirilmesi

---

ÖZER A. (Yürütücü), ERAT N., BOZKURT G.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2021 - 2024

• Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
• Başlama Tarihi: Kasım 2021
• Bitiş Tarihi: Temmuz 2024

Proje Özeti

Bir enerji taşıyıcısı olan hidrojenin, dünyanın gelecekteki enerji sistemlerinde önemli bir rol oynaması beklenmektedir. Fosil kaynaklardan yakıt tedarikinin azalması ve artan çevresel kaygılar nedeniyle hidrojenin öneminin daha da artması muhtemeldir. Son yıllarda, NaBH4 hidroliz reaksiyonları için, özellikle kobalt (Co) içeren iyi katalitik aktiviteye sahip düşük maliyetli katalizörler geliştirilmiştir. Kobalt-borid (Co-B), olağanüstü aktivitesi, düşük maliyeti, hazırlama kolaylığı ve iyi mukavemeti nedeniyle borhidritlerin katalitik hidrolizi için büyük ölçüde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, metal partiküllerin topaklanması Co-B katalizörünün katalitik aktivitesini olumsuz etkilemekte ve yüzey alanının azalmasına neden olmaktadır. Bunu önlemek için, Co-B partiküllerinin uygun bir destek malzemesi üzerine doplanmasıyla katalitik aktivite arttırılmaktadır. Destek malzemesi ile aktif partiküller için uygun bir alan sağlanmakta ve geniş bir spesifik yüzey alanında gözeneklerde daha iyi dağılma meydana gelmektedir.

 Proje kapsamında, NaBH₄’ün hidrolizi ile hidrojen üretimi için, destek malzemesi olarak hidrotermal ve solvotermal yöntemle sentezlenecek olan ZnO, ticari olarak temin edilecek kollodoidal SiO₂ ve deniz kumu (SiO₂) üzerine farklı oranlarda Co, Cu, Ni, B doplanması ile Co-B/ZnO, Co-Cu-B/ZnO, Co-Ni-B/ZnO ve Co-B/SiO₂, Co-Cu-B/SiO₂, Co-Ni-B/SiO₂, katalizörlerinin elde edilmesi ve hidrojen üretim aktivitelerinin incelenmesi amaçlanmaktadır.  NaBH₄’den hidrojen üretiminde katalizör destek malzemesi olarak ZnO’in ilk kez kullanılacak olması, kollodoidal SiO₂ ve deniz kumu (SiO₂) katalizörünün reformasyon, gazlaştırma ve kısmi oksidasyon gibi proseslerde kullanımına dair literatürde çalışmaların yer almasına rağmen NaBH₄’den hidrojen üretiminde birkaç literatür bulunması çalışmanın özgünlüğünü belirtmektedir.

Yapılacak çalışmada, yüksek yüzey alanına sahip ZnO sentezlenmesi, sentezlenecek katalizörlerin literatürde bu konuda yapılan çalışmalarda elde edilen hidrojen üretim hızlarından daha yüksek hızların elde edilmesi, sentezlenen katalizörlerin kararlı ve tekrarlanabilirliğinin yüksek olması beklenen sonuçlardır.