II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

101
Çalışmalar bilyeli değirmendeki sürenin verim üzerinde tesirinin olduğunu göstermektedir.
Artan süre ile verim de artmaktadır. Uzun çalışma süresi tüm molekül ve
atomların Mg yüzeyi ile temasa geçebilmesini sağlamaktadır. Ayrıca fazla MgH2
kullanımı tepkimeyi olumlu yönde etkilemektedir. %10-40 fazla MgH2 kullanımı ile
NaBH4 üretim veriminin %70’in üzerine kolaylıkla çıkartılabileceği gözlenmiştir [46].
5. NaBO2-Boraks Dönüşümü
NaBH4 ile hidrojen üretmenin önündeki engeller arasında önde gelenler NaBH4’ün
yüksek fiyatı ve NaBO2 dönüşümündeki eksik bilgi birikimidir. Elektrokimyasal
yöntem ile sodyum metaborattan boraks üretimi gerçekleştirilebilir. NaBO2 yerine
boraks NaBH4 üretiminde başlanğıç bileşeni olabilir. Termodinamik bakımdan
boraks kullanılarak NaBH4 üretmek NaBO2 ile üretmekten daha az enerji gerektirmektedir.
Boraks ile üretimin Gibbs serbest enerjisi -239.7 kJ mol -1 iken, sodyum
metaborat için bu deger -269.7 kJ mol -1 ’dür [47]. Boraks üretimi için Pd, borlu
elmas (BDD), Au ve Pt +1.54 V gerilimindeki elektrod ile 5 saat süresince çalışılmıştır.
Pd and BDD electrodların Pt elektroda gore daha düşük gerilimde daha yüksek
verime sahip olduğu anlaşılmıştır. BDD elektrod az enerji sarfiyatı nedeniyle en
uygun elektrod olarak tavsiye edilmiştir [47].
Islak boraks ile NaBO2 üretilebilir ve su molekülleri Tepkime 2 ve 3’de görüldüğü
şekilde uzaklaştırılabilir. Bunun yanında metaboratlar hidürler ile Şekil 3’de verildiği
gibi hidrürler ile bilyeli değirmende işlenebilirler.
(4-9)MgH2 + Na2B4O7 + X � 4NaBH4 +(8-9) MgO + Y (14)
Tepkime 14’teki X; sodyum eksikliğini gidermek için tepkimeye eklenen bileşiği
(Na2CO3, NaOH veya Na2O2) ifade etmektedir. Kullanılan X bileşiğinin türüne göre
MgH2’ün stokiometrik katsayısı 4-9 aralığında değişir ve CO2 veya hidrojen ise yan
ürün olarak alınır. Tepkime 14’te yan ürünler Y ile ifade edilmiştir [7].
NaOH ve Na2O2, hidroksit ve oksijen içermektedir. Bu fonksiyonel gruplar tepkime
neticesinde istenmeyen ürünlerin meydana gelmesine neden olabilirler. Bilyeli değirmen
çalışmalarında oksijen ve su buharından arındırılmış ortamlarda çalışmak
gereklidir. Bu amaçla kontrollü atmosfer cihazları kullanılır. Düşük Gibbs serbest
enerjisine sahip Na2CO3 ile üretim tepkimesi (Çizelge 2) termodinamik açıdan uygulanması
kolay olandır. Deneysel sonuçlar da bu tespitin doğruluğunu göstermektedir
[7].