Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu

Authors : Berna KOÇER KIZILDUMAN

Pages : 186-202

Doi:10.25092/baunfbed.1104156

View : 14 | Download : 14

Publication Date : 2023-01-16

Article Type : Research Paper

Abstract :Dünyada var olan enerji kaynaklarının son yıllarda azalmasına bağlı olarak, güvenli ve sürdürülebilir enerji alanlarında alternatif olabileceği düşüncesiyle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasına yönelik bilimsel çalışmalar hızla devam etmektedir. Hidrojen, güç üretimi, ısı, ulaşım ve enerji depolama sistemleri gibi farklı alanlarda kullanım potansiyeline sahip küresel olarak çevre üzerinde herhangi bir etkisi olmayan temiz yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Kaolinit, 1:1 tabakalı yapıya sahip ve katmanlar arası mesafesi düşük bir kil mineralidir. Kil minerallerinin adsorpsiyon kapasitelerinin ilgi çekici olması sebebiyle kaolinit birçok depolama uygulamaları için kullanılabilir. Yapılan çalışmalar, kil minerallerinin hidrojen depolama materyali olarak kullanılabileceği göstermektedir ancak katmanlar arası mesafesi diğer killere oranla daha az bir kil minerali olması sebebiyle hidrojen moleküllerinin kaolinit tabakaları arasında tutulması zordur. Bu nedenle, kaolinitin hidrojen depolama kapasitesinin arttırılmasına yönelik ön işlemler dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, kaolinit üzerinde hidrojen moleküllerinin adsorpsiyonunun arttırılması amacıyla 1:1 kil tabakasına sahip kaolinit insert ignore into journalissuearticles values(K); öncelikle dimetil sülfoksit insert ignore into journalissuearticles values(DMSO); organik bileşeği ile aralanarak interkale kaolinit insert ignore into journalissuearticles values(KD);, sonrasında ise organik bir modifiyer madde olan 2,6-diaminopiridin insert ignore into journalissuearticles values(2,6-DAP); molekülleri ile DMSO moleküllerinin yer değiştirmesi sağlanarak modifiye kaolinit insert ignore into journalissuearticles values(KD_2,6-DAP); organokili oluşturulmuştur. Elde edilen örneklerin temel olarak karakterizasyonunda BET yüzey alanı tayin cihazı ile yüzey alanları ve gözenek boyutu dağılımları; SEM cihazı ile morfolojisi; FTIR ve XRD cihazları ile yapısal karakterizasyonu; TGA cihazı ile termal kararlılığı belirlenmiştir. Aralanarak modifiye edilen kaolinitin hidrojen depolama kapasitesi, kriyojenik sıcaklıkta ve 0-7 bar basınç aralığında kaolinitten daha yüksek olarak ölçülmüştür. 7 bar basınçta kaolinitin ağırlıkça hidrojen depolama kapasitesi %0,002, modifiye kaolinitin ise %0,018 olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen tüm bu karakterizasyon işlemleri ışığında killerin modifikasyon ile hidrojen depolama kapasitelerinin arttırılabileceği ve enerji alanında hidrojen depolama materyali olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Keywords : Kaolinit, interkalasyon, modifikasyon, karakterizasyon, hidrojen depolama