Sodyum bor hidrürden hidrojen üretimi için atık malzeme temelli katalizörlerin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, sodyum borhidrürün (NaBH4) hidrolizinde kullanılmak üzere tavuk yumurtası kabuğu tozu (TYKT) biyolojik atığından kobalt katkılı bir katalizör hazırlanmıştır. Hazırlanan katalizör (TYKTkat) varlığında NaBH4'ün hidrolizini etkileyen NaOH konsantrasyonu (%), katalizör miktarı (g), NaBH4 konsantrasyonu (%), proses sıcaklığı (˚C) ve tekrar kullanılabilirlik parametrelerinin olası etkileri incelenmiştir. Elde edilen TYKTkat, FT-IR, TGA, XRD, SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiştir. Hidrojen üretim hızı, 1 g TYKTkat, 10/90 CoO/CaO oranı ve %1 NaBH4 konsantrasyonu varlığında 432 mL gCo−1dk-1 olarak tespit edilmiştir. NaBH4 hidroliz reaksiyonunun aktivasyon enerjisi 16,78 kJ mol-1 olarak hesaplanmıştır. TYKTkat'nün 16 tekrar kullanımından sonra hidrojen hacminde önemli bir azalma olmamıştır. İlk kullanıma göre Hidrojen üretim hızı da artış göstermiştir. Bu sonuçlar, hazırlanan TYKTkat'nün NaBH4 hidrolizinde kullanım için diğer katalizörlere göre önemli bir avantaja sahip olduğunu göstermiştir.

In the present study, a cobalt-doped catalyst was prepared from chicken eggshell powder (CEP) biowaste to be used in the hydrolysis of sodium borohydride (NaBH4). In the presence of the prepared catalyst (CEPcat), possible effects of the parameters of NaOH concentration (%), catalyst amount (g), NaBH4 concentration (%), process temperature (oC) and reusability affecting the hydrolysis of sodium borohydride were examined. The CEPcat obtained was characterized with FT-IR, TGA, XRD, SEM and EDX analyses. The hydrogen generation rate (HGR) was determined as 432 mL gCo−1 min−1 in the presence of 1 g CEPcat, a CoO/CaO ratio of 10/90 and 1% NaBH4 concentration. The activation energy of the NaBH4 hydrolysis reaction was calculated as 16.78 kJ mol−1. After 16 reuses of the CEPcat there was no significant decrease in the hydrogen volume. Compared to the first use while there was an increase in the HGR. These results showed that the CEPcat prepared has a significant advantage over other catalysts for use in NaBH4 hydrolysis.