Investigation of Hydrogen Production from Sodium Borohydride Methanolysis in the Presence of Al2O3/Spirulina Platensis Supported Co Catalyst

Authors : Mustafa KAYA, Mesut BEKİROGULLARİ

Pages : 69-76

Doi:10.31590/ejosat.549911

View : 26 | Download : 18

Publication Date : 2019-08-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, Al 2 O 3 / Spirulina Platensis mikroalg karışımı ilk kez destek maddesi olarak kullanılmıştır. Buradaki amaç yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojenin üretiminde kullanılan katalizörlerin etkinliğini arttıracak yeni, ekonomik ve çevreci destek maddesi olarak mikroalgin kullanılabileceğini ortaya koymaktır. Al 2 O 3 / S. Platensis destekli Co katalizörü hazırlanırken kullanılacak olan mikroalg ( Spirulina Platensis ) türü literatürde belirtilen kültür ortamı hazırlanarak büyütülmüştür. Sodyum borhidrürün ( NaBH 4 ) metanoliz reaksiyonundan hidrojen üretimi için katalizör destek maddesi olarak kullanılacak S. Platensis mikroalginin protonlanması için fosforik asit (3M H 3 PO 4 ) kullanılmıştır. Daha sonra mikroalg, Al 2 O 3 ile 1;1 oranında karıştırılarak destek maddesi olarak hazır hale getirilmiştir. Bu modifiye edilmiş Al 2 O 3 / S. Platensis karışımı destek maddesi, kobalt iyonları ile yakıldıktan sonra indirgenmiş ve Al 2 O 3 / S. Platensis destekli Co katalizörü elde edilmiştir. Al 2 O 3 / S. Platensis destekli katalizöre Co 2+ metali ilavesi %10, %20, %30 ve %40 oranında eklenerek katalizör sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, genel olarak deneyler 30 ° C’de 0,025 g NaBH 4 içeren 10 mL’lik metanol çözeltisinde 0,1 g katalizör varlığında bozundurularak zamana bağlı hidrojen miktarları ölçülmüştür. Deneysel çalışmalarda elde edilen hidrojen, gaz ölçüm sisteminde hacimsel olarak belirlenmiştir. Yapılan deneylerde farklı NaBH 4 konsantrasyonları, katalizör miktarı ve farklı sıcaklık etkileri incelenmiştir. Deneylerde NaBH 4 miktarı incelenirken %1, %2.5, %5, ve %7.5 oranında NaBH 4 kullanılmış, katalizör miktarı etkinliği incelenirken ise sırasıyla 0.05, 0.1, 0.15, ve 0.25 g katalizör denenmiştir.  Al 2 O 3 / S. Platensis destekli Co katalizörü varlığında NaBH 4 metanolizi ile hidrojen üretiminde, sıcaklık etkisini araştırmak için 30, 40, 50 ve 60 °C olmak üzere dört farklı sıcaklık deneyi yapılmıştır. Al 2 O 3 / S. Platensis destekli Co katalizörü kullanılarak gerçekleştirilen deneylerde en iyi metal oranının %10 Co 2+ olduğu belirlenmiştir. Bunun yanı sıra NaBH 4 ’ün metanoliz reaksiyonundan elde edilen maksimum hidrojen üretim hızı 5747,1 mLdak -1 gkat -1 ve katalizörün aktivasyon enerjisi 34.67 kJ mol -1 olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda, üretilen katalizörünün yapılan farklı NaBH 4 konsantrasyonları, katalizör miktarları ve sıcaklık deneyleri için NaBH 4 dönüşüm %’sinde azalma olmadığı belirlenmiştir.  
Keywords : Sodyum Borhidrür, Al2O3 Spirulina Platensis Destekli Katalizör, Kobalt, Metanoliz