Search

In this study, Co-B-F and Co-B-P catalysts were synthesized in order to produce hydrogen from sodium boron hydride hydrolysis. Sodium hydroxide concentration in hydrogen production from sodium boron hydride is immensely important to stabilize the reaction. In the case of over use of sodium hydroxide, catalytic activity of the catalyst will decrease, On the other hand, In the case of under-use or without any usage of the catalyst, sodium boron hydride degradation will occur. For these reasons, optimum sodium hydroxide concentrations were determined in the case of synthesized Co-B-F and Co-B-P catalysts usage in sodium boron hydride hydrolysis. In the presence of different sodium hydroxide concentrations, reaction rates and reaction rate constants were examined separately which hydrolysis of sodium borohydride with sodium hydroxide concentration was determined to be effective and how important the hydrogen production. Co-BF in the presence of catalyst for hydrogen production rate of 2.5% concentrations of NaOH in 2400 ml / dk.catalyst, Co-BP for the catalysts was 1605 ml / dk.catalyst was determined., Bu çalışmada sodyum borhidrürün hidrolizi ile hidrojen üretimi için Co-B-P ve Co-B-F katalizörleri sentezlenmiştir. Sodyum borhidrürden hidrojen üretiminde stabiliteyi sağlamak amacıyla kullanılan sodyum hidroksit konsantrasyonu oldukça önem arz etmekte zira fazla kullanılması durumunda katalizörün katalitik aktivitesini azaltırken, az kullanılması ya da hiç kullanılmaması durumunda ise sodyum borhidrürün kendiliğinden bozunması gerçekleşmektedir. Bu nedenle sentezlenen Co-B-F ve Co-B-P katalizörlerinin sodyum borhidrürün hidrolizinde kullanılması durumundaki optimum sodyum hidroksit konsantrasyonları belirlenmiştir. Farklı sodyum hidroksit konsantrasyonları varlığında reaksiyon hızlarına etkileri ve reaksiyon hız sabitlerine etkileri ayrı ayrı belirlenerek sodyum hidroksit konsantrasyonunun sodyum borhidrürün hidrolizi ile hidrojen üretimi üzerinde ne kadar etkin ve önemli olduğu belirlenmiştir. Co-B-F katalizörü için hidrojen üretim hızı %2,5 NaOH konsantrasyonu varlığında 2400 ml/dk.katalizör, Co-B-P katalizörü için ise 1605 mL/dk.katalizör olarak belirlenmiştir.

Kimya endüstrisinde üretilen ürünlerin gerçekleştirildiği reaksiyonlarda genellikle katalizör kullanılmaktadır. Bunun temel nedeni katalizörün reaksiyonları daha kısa sürede, daha yüksek verimle ve daha az enerji harcayarak gerçekleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Bulunduğumuz yüzyılın en önemli sorunlarından biriside enerji olup fosil yakıtların bitmesiyle birlikte dünyada daha temiz enerji kaynaklarına yönelik çalışmalar gerek bilim çevreleriyle ve gerekse de ülkelerin politikalarında büyük ilgi toplamaktadır. Bulunduğumuz yüzyılda gelecekte kullanılabilecek ve çevre dostu olan bu kaynaklardan biriside hidrojendir. Hidrojenin kullanılmasındaki temel sorun depolanmasıdır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda depolamadaki sorunu ortadan kaldıran ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan kimyasal bileşiklerden birisi de sodyum bor hidrürdür. Sodyum bor hidrürün hidrolizi ile hidrojen üretiminin verimini ve reaksiyon yürüyüşünü belirleyen temel parametrelerden birisi de katalizör cinsidir. Bu reaksiyon, katalitik bir reaksiyon olup elde edilen hidrojen üretim hızı katalizörün miktarına, sıcaklığına ve çözelti ortamında bulunan NaOH konsantrasyonuna bağlı olduğundan bu parametrelerin ayrı ayrı incelenmesi yerinde olacaktır. Burada kullanılacak çok pahalı katalizörler(Pt, Ru) yerine daha ucuz katalizörlerin tercih edilmesi yerinde bir karar olacaktır.Bu çalışma sodyum bor hidrürden hidrojen üretimine yönelik yeni sentezlenen Co-B-F ve Co-B-P katalizörleri kullanılarak gerçekleştirildi. Bu katalizörlerin katalitik aktivitesini, pahalı katalizörlerin seviyesine yaklaştırmak amacıyla söz konusu katalizörler normal literatür bilgileri ışığında sentezlendikten sonra mikrodalga ve plazma ortamına tabi tutularak katalitik aktivitelerinin artırılması sağlandı. Ayrıca bu katalizörlerin, BET yüzey analizi, SEM, EDS, X-ışını ve IR analizleri ile karakteristik yapıları incelendi. İlk olarak üretimi yapılan Co-B-F katalizörünün %10 NaOH varlığında 750 W 10 dakika mikrodalgaya tabi tutulduğunda hidrojen üretim hızı 3400 mL/dak.g.kat. aktivasyon enerjisi de 18.407 kJ/mol olarak bulunmuştur. Co-B-P katalizöründe ise 3022 mL/dak.g.kat. aktivasyon enerjisi de 16.2 kJ/mol olarak bulunmuştur Catalyzers are generally used in reactions which are operated to manufacture products in chemical industry as they process these reactions in shorter time, with higher efficiency and less energy consumption. 21st century faces with a serious energy problem and as fossil sources rapidly diminish, researches in finding solutions in clean energy field have gained much importance both in scientific studies and in local politics and all around the world. Today, one of the environment-friendly sources is hydrogen and main problem in using hydrogen is its storing. As a result of the studies made in recent years, one of the chemical compounds which solve the storing problem and has high energy density found out to be sodium boron hydride. One of the parameters that determine the efficiency of hydrogen production and reaction-run during sodium boron hydride hydrolysis is catalyzer type. This reaction is a catalytic reaction and as production rate of hydrogen gained depends on amount and temperature of catalyzer and NaOH concentration in solution setting, all these parameters need to be examined separately. However, here, instead of very expensive catalyzers (Pt, Ru), cheaper catalyzers are preferable. This study has been made using Co-B-F and Co-B-P catalyzers newly synthesized for sodium boron hydride production. Though, in order to approximate catalytic activity of available catalyzers to expensive catalyzers, these catalyzers have been exposed to microwave and plasm media after being synthesized according to general knowledge and technique. Besides, BET surface analysis, SEM, EDS, X-ray and IR analyses and characterization of these catalyzers have been made. When Co-B-F catalyzer is exposed to microwave with 750 W for 10 minutes in the presence of 10% NaOH, hydrogen production rate is calculated to be 3400 mL/min.g.cat., and activation energy is calculated to be 18.407 kJ/mol. On the other hand, these values are 3022 mL/min.g.cat., and 16.2 kJ/mol in Co-B-P, respectively. 103