II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

Çevre kirliliği açısından da sorun oluşturan Karadeniz’deki H2S in ekonomik açıdan
değerli ürünlere dönüştürülmesi süreçleri bu açıdan da önem kazanmıştır.
Hidrojen Sülfür’den hidrojen üretim süreçlerinde genellikle H2S den hidrojen üretim
yöntemleri ayrışma (decomposition) ve metan reformasyonu olarak başlıca iki
kısımda belirtilmektedir[5,6]. Bu yöntemlerin çoğu elektrik enerjisine gereksinim
duyduğundan ticarileşmeleri ancak ucuz elektrik enerjisinin yenilenebilir kaynaklardan
elde edilmesi ile mümkün olacaktır. Ayrışma yöntemlerinin içerisinde de
hidrojen sülfürün elektrokimyasal yöntemle ayrışması çok tartışılan yöntemlerden
biridir.
Temelde suyun elektrolizinde kullanılan teknolojiler hidrojen sülfür için de kullanılabileceğinden
öncelikle bunların incelenmesinde fayda vardır. Suyun elektrolizinde
kullanılan yöntemler genel olarak 3 başlıkta toplanabilir. Bunlar alkalin elektrolitli
sistemler, katı polimer elektrolitli sistemler ve yüksek sıcaklık sistemleri (katı
seramik elektrolitli) sistemlerdir.
Hidrojen sülfür elektrolizinde ise çoğunlukla alkalin metal tuzu çözeltilerinin absorban
olarak kullanıldığı ve genelde dolaylı elektroliz olarak adlandırılan sistemler
çalışılmaktadır. Dolayısıyla hidrojen sülfürün elektrolizi için yöntemler doğrudan
elektroliz, dolaylı elektroliz ve yüksek sıcaklıkta elektroliz olmak üzere 3 başlıkta
incelenebilir[7]. Son yıllarda H2S’in elektrolizi için yapılan araştırmalar gelişen
yakıt hücresi teknolojisine paralel olarak katı elektrolit kullanılan sistemler üzerine
yoğunlaşmıştır[8].
Bu çalışmada H2S’den hidrojen üretimi için kullanılan elektroliz yöntemine ilişkin
literatürde yer alan bilgilerin derlemesi yapılmış ve son yıllardaki teknolojik gelişmeler
incelenmiştir.
2. Doğrudan Elektroliz Yöntemi
Teorik olarak yakıt hücresinde hidrojen ve oksijenin birleşerek elektrik enerjisi, su
ve ısı çıkan sistemin tam tersine yani elektrik enerjisi verilerek suyun hidrojen ve
oksijene ayrıştığı elektroliz yöntemine doğrudan elektroliz denir. Yakıt hücrelerinde
olduğu gibi iyonları ileterek devreyi tamamlayacak elektrolitin çeşidine göre isimlendirilirler.
Asit veya alkali içeren ortamlarda gerçekleştirilir[7]. Alkali
elektrolizörlerde potasyum hidroksit (KOH) veya sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi
elektrolit olarak kullanılmaktadır. Uzun yıllardır ticari olarak kullanılmaktadır
çünkü ilk yatırım maliyetleri diğer sistemlere göre daha düşüktür. Tipik olarak 100-
150 o C’de çalışırlar. Korozif olmaları dezavantajlarıdır.
Katot (-): 2H2O + 2e - → 2OH - + H2
Anot (+): 2OH- → H2O + 2e - + ½ O2
83