Aktif Co-Ti (II) -B alaşım katalizörlerinin hidrojen üretiminde NaBH4 hidroliz reaksiyonu ve çevresel etkiler için kinetik özelliklerin analizi

Aktif olmayan soy metallerin ilavesi, katalizörün katalitik performansını etkiler. Bu çalışmada, sodyum borohidrit (NaBH4) 'in katalitik hidroliziyle hidrojen üretimi için TiCl2 metal tuzundan yeni ve verimli bir üçlü Kobalt-Titanyum (II) -Borid (Co-Ti(II)-B) katalizörleri hazırlanmıştır. Co-Ti(II)-B katalizörü yardımıyla, hidrojen üretim oranı, farklı titanyum konsantrasyonu, çözelti sıcaklığı, NaBH4 konsantrasyonu ve NaOH (baz dengeleyici) konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Katalizörün aktivitesi, termodinamik bakış açılarından analiz edilmiş ve Co-B katalizörü ile karşılaştırılmıştır. Yüksek katalitik verimliliğe ek olarak, katalizör ciddi koşullarda yüksek kararlılık ve aktivasyon kaybına karşı yüksek tolerans gibi önemli özellikleri içermelidir. En yüksek hidrojen üretim oranı, %5 ağ. Ti/(Ti + Co) molar oranı ile elde edilmiş ve bu katalizör için, optimum yakıt konsantrasyonu, ağırlıkça %7,5 NaOH ile %7,5 NaBH4 olarak tanımlanmıştır.

___

  • 1. Kothari,R.,Buddhi,D.,Sawhney,R.L. Comparison of environmental and economic aspects of various hydrogen production methods, Renewable and Sustainable Energy Reviews,12, 553–563, 2008.
  • 2. Holladay, J.D., Hu, J., King, D.L., Wang, Y. An overview of hydrogen production Technologies, Catalysis Today,139, 244–260, 2009.
  • 3. Zhou, L. Progress and problems in hydrogen storage methods. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9, 395–408, 2005.
  • 4. Patel, N., Fernandes, R., Bazzanella, N., Miotello,A. Enhanced hydrogen production by hydrolysis of NaBH4 using “Co-B nanoparticles supported on Carbon film” catalyst synthesized by pulsed laser deposition. Catalysis Today, 170, 20–26, 2011.
  • 5. Amendola, S.C., Sharp-Goldman, S.L., Janjua., M.S. A safe, portable, hydrogen gas generator using aqueous borohydride solution and Ru catalyst. International Journal of Hydrogen Energy, 25, 969-975, 2000.
  • 6. Schlesinger HI, Brown HC, Finholt AE, et al. Sodium borohydride, its hydrolysis and use as a reducing agent and in the generation of hydrogen. J American Chemical Society, 75 (1), (1953), 215-219.
  • 7. Brown, H.C., Brown,C.A. New highly active metal catalysts for the hydrolysis of borohydride, J. American Chemical Society, 84, 1493, (1962).
  • 8. Patel, N., Fernandes, R., Miotello, A. Hydrogen generation by hydrolysis of NaBH4 with efficient Co–P–B catalyst: A kinetic study. J. Power Sources, 188, 411–420, 2009.
  • 9. Li, H., Wang, W., Li,H., Jing-Fa, Deng. Crystallization Deactivation of Ni–P/SiO2 Amorphous Catalyst and the Stabilizing Effect of Silica Support on the Ni–P Amorphous Structure. Journal of Catalysis, 194, 211–221, 2000.
  • 10. Bai, Y., Wu, C., Wu, Yi.B. Carbon-supported platinum catalysts for on-site hydrogen generation from NaBH4 solution. Materials Letter, 60, 2236–2239, 2006.
  • 11. Ozdemir, O.K., Hasimoglu, A., Ahsen, A.S. Synthesis of graphene-based Co-B catalyst via simultaneous chemical reduction for hydrolysis of sodium borohydride. J. Renewable and Sustaınable Energy, 5, 063135, 2013.
  • 12. Chamoun, R., Demirci,U.B., Zaatar,Y., Khoury,A., Miele,P. Co-αAl2O3-Cu as shaped catalyst in NaBH4 hydrolysis. International Journal of Hydrogen Energy, 35, 6583-6591, 2010.
  • 13. Crisafulli, C., Scire, S, Salanitri, M., Zito, R., Calamia, S. Hydrogen production through NaBH4 hydrolysis over supported Ru catalysts: An insight on the effect of the support and the ruthenium precursor, International Journal of Hydrogen Energy, 36, 3817-3826, 2011.
  • 14. Dai, H.B., Liang,Y., Wang,P., Yao,X.D., Rufford,T., Lu,M., Cheng, H.M. High-performance cobalt–tungsten–boron catalyst supported on Ni foam for hydrogen generation from alkaline sodium borohydride solution, International Journal of Hydrogen Energy, 33, 4405–4412, 2008.
  • 15. Ding, X.L., Yuan, X., Jia, C., Ma, Z.F. Hydrogen generation from catalytic hydrolysis of sodium borohydride solution using Cobalt-Copper-Boride (Co-Cu-B) catalysts, International Journal of Hydrogen Energy, 35, 11077-11084, 2010.
  • 16. Yuan, X., Jia, C., Ding, X.L., Ma, Z.F., Effects of heat-treatment temperature on properties of Cobalt-Manganese-Boride as efficient catalyst toward hydrolysis of alkaline sodium borohydride solution, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 995-1001, 2012.
  • 17. Nie, M., Zou, Y.C., Huang,Y.M. Ni-Fe-B catalysts for NaBH4 hydrolysis, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 1568-1576, 2012.
  • 18. Zhuang, D.W., Zhang, J.J., Dai, H.B., Wang, P. Hydrogen generation from hydrolysis of solid sodium borohydride promoted by a cobalt-molybdenum-boron catalyst and aluminum powder, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 10845-10850, 2013.
  • 19. Xiang, C., Jiang, D., She, Z., Zou,Y., Chu,H., Qiu,S., Zhang,H., Xu,F., Tang,C., Sun,L. Hydrogen generation by hydrolysis of alkaline sodium borohydride using a cobalt-zinc-boron/graphenen an ocomposite treated with sodium hydroxide. International Journal of Hydrogen Energy, 40, 4111-4118, 2015.
  • 20. Patel, N., Fernandes, R., Miotello, A., Promoting effect of transition metal-doped Co–B alloy catalysts for hydrogen production by hydrolysis of alkaline NaBH4 solution, Journal of Catalysis, 271, 315–324, 2010.
  • 21. Fernandes, R., Patel, N., Miotello, A. Hydrogen generation by hydrolysis of alkaline NaBH4 solution with Cr-promoted Co-B amorphous catalyst, Appl Catal B:Environ. 92, 68-74, 2009.
  • 22. Aydin, M., Hasimoglu, A., Ozdemir,O.K. Kinetic properties of Cobalt–Titanium–Boride (Co–Ti–B) catalysts for sodium borohydride hydrolysis reaction, International Journal of Hydrogen Energy, 1, 239-248, 2016.
  • 23. Perkin Elmer. TGA-& Thermogravimetric Analyzer-User’s Manual, Perkin Elmer, Inc, 2017.
  • 24. Narayanan T.S., N.S., Stephan, A., Guruskanthan, S. Electroless Ni-Co-B ternary alloy deposits: preparation and characteristics. Surface and Coatings Technology, 179, 56-62, 2004.
  • 25. Yipping, L., Hadjipanayis, G.C., Sorensen, C.M. MagnJ. Magnetic and structural properties of ultrafine Co-B particles. Magnetic Materials, 79, 321, 1989.
  • 26. Xiang, C., Jiang, D., She, Z., Hydrogen generation by hydrolysis of alkaline sodium borohydride using a cobalt-zinc-boron/graphene nanocomposites treated with sodium hydroxide. Int J. Hydrogen Energy, 40 (11), 4111-4118, 2015.
  • 27. Aydin, M., Hasimoglu, A., Bayrak,Y., Ozdemir, O.K. Kinetic properties of co-reduced Co-B/graphene catalyst powder for hydrogen generation of sodium borohydride. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 7 (9), 013117, 2015.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Kesme kalıplarında yüksek zımba hızının AISI 304 sac malzemenin kesme yüzeyi sıcaklığına ve kalitesine olan etkisinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Kaan Emre ENGİN, Ömer EYERCİOĞLU

Biyogazın oksidatif buhar reformlaması için Ni-CeO2/MgAl hidrotalsit benzeri katalizörün hazırlanması

Merve DOĞAN ÖZCAN, Orhan ÖZCAN, Murat Efgan KİBAR, Ayşe Nilgün AKIN

Karbon Nanotüp (KNT) Takviyeli Ti-6Al-4V/KNT kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi

İsmail TOPÇU, Arif Nihat GÜLLÜOĞLU, Mustafa Kemal BİLİCİ, Hamit Özkan GÜLSOY

Toz yatağı katmanlı imalat prosesinde yüzey dokusu ve form karakterizasyonu

Özgür POYRAZ, Ezgi Uğur SOLAKOĞLU, Soner ÖREN, Cansinem TÜZEMEN, Güray AKBULUT

Panoramik görüntülerde gökyüzü sınır çizgisini kullanarak hareketli robotlar için yer kestirimi

Ahmet Buğra KOKU

Manyetik aşındırıcılarla AISI 304L östenitik paslanmaz çelik boruların iç yüzeylerinin bitirme işleminde talaş kaldırma oranı ve yüzey pürüzlülüğünün araştırılması

Ulaş ÇAYDAŞ, Mahmut ÇELİK, Uğur KÖKLÜ

Şehir içi kavşak yönetim sistemleri için SDN temelli bir VANET mimari önerisi

Musa BALTA, İbrahim ÖZÇELİK

Jenerik sualtı aracı üzerinde Lighthill-Curle yöntemi ile hidroakustik incelemeler

Emre GÜNGÖR

Renkli SURF tabanlı kopyala yapıştır sahteciliği tespiti

Gül MUZAFFER, Güzin ULUTAŞ

Denizel diatom izolasyonu, tanımlanması ve besin maddelerinin diatom büyümesi üzerine etkisinin incelenmesi

Sait ÇİNAR, Didem ÖZÇİMEN, Mete YILMAZ