Hidrojen Üretimi Amacıyla Metal Katalizörlerin Geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Meltem Karaismailoğlu
Danışman: Zeynep Sema Baykara
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Küresel ısınma ve artan dünya nüfusu sebebiyle enerji değeri yüksek, temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması kaçınılmazdır. Bu yolda geleceğin enerji türü olmaya aday olan hidrojen enerjisini sürdürülebilir kılmak için çalışmalar yürütülmektedir. Bu tez çalışmasında da hidrojen üretimi amacıyla metal katalizörler geliştirilerek, (i) metanın katalitik doğrudan dekompozisyonu ve (ii) biyokütle model gazının kısmi oksidasyonu sürecinde test edilmiştir. Metan dekompozisyonu için sol-jel yöntemi ile sentezlenen itriyum oksit veya alümina üzerine desteklendirilen nikel ve demir bazlı katalizörlerin 390-850 ˚C sıcaklık aralığında aktiviteleri gerçekleştirilmiş olup, aktif bileşen olarak demir metalinin ve destek malzeme olarak da itriyum oksit yapısının kullanıldığı katalizörlerin bu süreçte daha etkin olduğu anlaşılmıştır. Metan dekompozisyonu için sentezlenen katalizörler biyokütle model gazı (karbon monoksit, karbon dioksit, metan, hidrojen ve azot gazları karışımı) kısmi oksidasyonunda test edilmiş olup, Fe bazlı katalizörlerin bu süreç için uygun olmadığı tespit edilmiştir. Biyokütle model gazı kısmi oksidasyonu 700-850 ˚C sıcaklık aralığında yürütülmüş olup, besleme gazındaki mevcut hidrojenin reaksiyonu olumsuz yönde etkilemesinden dolayı çalışmalara aynı sıcalık aralığında içinde hidrojen bulunmayan biyokütle model gazı ile devam edilmiştir. Bu yaklaşımla daha yüksek metan dönüşümleri ve hidrojen üretimi sağlanmıştır. Biyokütle model gazı kısmi oksidasyonunda aktif olan nikel katalizörlerin performanslarını artırmak amacıyla çalışmanın son aşamasında alternatif destek malzemesi olarak halosit minerali, promotör olarak da kobalt ve lantan metalleri kullanılmıştır. Yapılan performans testleri neticesinde halosit mineralinin katalizörün aktivitesini ve dayanıklılığını arttırdığı, kobalt metalinin ise lantana göre daha etkin bir promotör olduğu saptanmıştır.