Sıvı organik hidrojen taşıyıcısı formik asitten katalitik hidrojen üretiminin makine öğrenmesi yöntemleriyle tahmini
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YAREN ÖZDEMİR
Danışman: Aysel KANTÜRK FİGEN, Fatma NOYAN TEKELİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Formik asitten katalitik hidrojen üretimi, formik asidin heterojen veya homojen katalizör varlığında 1 mol hidrojen ve 2 mol karbondioksite ayrışmasıyla gerçekleşir. Formik asit, hidrojen taşıma ve depolama kapasitesinin yüksek olması sebebiyle sıvı organik hidrojen taşıyıcısıdır. Bu çalışmada; formik asitten katalitik hidrojen üretimiyle ilgili 113 makaledeki 847 farklı deneyden toplanan homojen ve heterojen katalizörlere ait 8458 veri noktasını içeren ayrıntılı bir veri seti, makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak analiz edildi. Analiz sürecinde katalizör türü, katalizör aktif faz, katalizör destek malzemesi, katkı maddesi, çözücü, sıcaklık (K), basınç (bar), zaman (h) olmak üzere sekiz temel tanımlayıcı giriş verileri kabul edilirken, TOF (h-1) hedef değerdir ve formik asitten katalitik hidrojen üretimi tahmin edilecektir. Random Forest (RF), Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Categorical Boosting (CatBoost) ve Gradient Boosting Regressor (GBR) çalışmada kullanılan dört farklı gelişmiş makine öğrenmesi algoritmalarıdır. Sonuç olarak formik asitten hidrojen üretimi için en uygun tahmin modeli olarak belirlenen RF modelinin eğitim ve test ortalama karekök hatası (RMSE) sırasıyla 12,54 ve 19,99 olup R2 eğitim için 0,99 iken test için 0,98'dir. Ek olarak sonuçlar, model geliştirme sürecinde formik asitten katalitik hidrojen üretiminde kullanılan katalizörlerin birim zamanda bir aktif merkez başına kaç mol hidrojen üretebildiğini etkileyen en önemli özelliğin katalizör aktif fazı olduğunu ortaya koymaktadır. Modelin başarısı istatistiksel metriklerle değerlendirilmiş, dış verilerle doğrulama yapılmıştır. Elde edilen model, optimum üretim koşullarını tahmin edebilecek düzeydedir. Önerilen modelin, endüstriyel uygulamalarda ve akademik araştırmalarda formik asitten verimli hidrojen üretimini sağlamak için kullanılması amaçlanmaktadır.