Gliserolden buharlı reformlama yöntemiyle hidrojen üretimi için sistem tasarımı, katalizör ve tepkime koşullarının incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖYKÜ PARLAR

Danışman: Meltem Yıldız

Özet:

Fosil kaynaklar her geçen gün azalmakta, çevre kirliliğinin yaratmış olduğu enerji ihtiyacı ise giderek artmaktadır. Enerji üretimi için alternatif kaynak arayışında olan birçok araştırmacı, düşük maliyetli, çevre dostu ve yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi göstermektedir. Ulaşımda ve elektrik üretiminde kullanılan yakıt pilleri de, son dönemlerde dikkatleri üzerine çeken konulardan biridir. Yakıt pili teknolojisindeki ilerlemeler, en temel ve doğada fazla miktarda bulunan hidrojen elementine talebi arttırmıştır. Hidrojen üretim prosesi ve teknolojisi, her geçen yıl değişmektedir. Ancak hidrojenin büyük bir kısmı, hala bolca bulunan ve ekonomik açıdan uygun olan doğal gaz veya petrol türevlerinin proseslerinden üretilmektedir. Bununla birlikte, doğal gaz ve petrol türevlerinden hidrojen üretiminde kullanılan yöntemler, yüksek miktarda karbon monoksit üretimine neden olmaktadır. Zehirli ve uçucu olmayan, yüksek enerji yoğunluğuna sahip olan gliserolden hidrojen üretimi son yıllarda fazlaca araştırılan konulardandır. Teorik olarak, transesterifikasyon prosesi sonucunda üretilen 10 kg biyodizelin yanında, yaklaşık olarak 1 kg ham gliserol elde edilmektedir. Artan enerji ihtiyacı ile birlikte, biyodizel gibi temiz enerji kaynaklarına olan ihtiyaç da artacak ve bunun sonucunda da gliserol üretimi artacaktır. Biyodizel üretim prosesinde yan ürün olarak elde edilen gliserolün, hidrojen üretiminde kullanılmasıyla birlikte, daha verimli ve temiz enerji elde edilebilir. Bu tez çalışmasında, gliserolden buharlı reformlama tepkimesiyle hidrojen üretimi için Kocaeli Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü Katalizör Araştırma ve Geliştirme Laboratuvarı'nda (KARGEL) kurulmuş olan sistemde, uygun katalizör ve tepkime koşulları araştırılmıştır. Nikel temelli katalizörlerle yapılan çalışmalarda, en uygun katalizör destek maddesi CeO2 olarak ve en uygun metal yüzdesinin de ağırlıkça % 15 olduğu belirlenmiştir. Tepkime koşullarının da araştırıldığı çalışmada, su /gliserol oranı incelenmiş, bu oran arttıkça hidrojen kazancının arttığı gözlenmiştir. Ulaşılan en yüksek hidrojen kazancı, % 15 Ni/ CeO2 katalizörüyle, 650 °C tepkime sıcaklığında ve 15 su/ gliserol oranında 4,82 olarak elde edilmiştir.