II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

[11]. Saf H2S beslenen ve 135 kPa, 150 o C’de çalışan bir elektrolizör sistemi için
geliştirilen yeni bir RuO2-CoSO2 anot oksidayon katalizör malzemesinin bu koşullar
için yüksek stabilite ve elektrokimyasal performans sağladığı bildirilmiştir
(0,019 A/cm 2 ) [12]. Mbah ve arkadaşlarının bu çalışmasında yakıttan yararlanma
(fuel utilization), kükürt toleransı ve bölgesel akım yoğunluğu (exchange current
density) gibi elektrokimyasal parametrelerin benzer sistemlere oranla geliştirildiği
ifade edilmektedir.
3. Dolaylı Elektroliz Yöntemi
Dolaylı elektroliz yönteminde, elektrokimyasal ortamın, yükseltgen maddenin,
seçimi anahtar kriterdir, çünkü her bir elektrokimyasal ortam kendine özgü özelliklere
sahiptir. Yöntem uygulanılan elektrokimyasal ortamda aynı anda iki reaksiyonun
oluşmasını içermektedir. Reaksiyonlardan biri ortamda yer alan yükseltgen
sayesinde absorplanan H2S’in elementel kükürde ve H+ iyonlarına ayrışmasını,
böylelikle katı kükürt parçacıklarının yerçekiminin etkisi ile ortamdan uzaklaştırılmasını,
diğer reaksiyon ise yülseltgen maddenin elektrokimyasal reaksiyonla
yükseltgenerek eski formuna dönerken H+ iyonlarının hidrojen gazına indirgenmesini
sağlamaktadır. Fe 3+ /Fe 2+ ,Co 3+ /Co 2+ , V 5+ /V 3+ en çok kullanılan yükseltgen maddelerdir.
Kalina ve Maas [13,14], H2S’ten elementel kükürt ve hidrojen üretmek için iki
benzer dolaylı elektrokimyasal yöntemini karşılaştırmışlardır. Bu yöntemlerin birinde
pH’ı 0-1 aralığında olan asidik çözeltide çözülebilen tri - iyodür (I3 - )
yükseltgeni, diğer yöntemde ise pH’ı 13-14 aralığında olan bazik çözeltide çözülebilen
iyodat (IO3 - ) kullanılmıştır. Bazik sistemde yüksek akım yoğunluğuna ve yüksek
akım verimine ulaşılmıştır ama bazik sistemde kullanılan 4,9 V, asidik sistemde
kullanılan 2,1 V’a göre çok yüksektir. Asidik sistemde ise %90’ı geçen bir reaksiyon
verimine ulaşılmasına rağmen, üretilen kükürdün geri kazanımı ve saflaştırılması
çok zor olmaktadır.
Demir bileşikleri ve demir klorür içeren dolaylı elektrokimyasal prosesler de incelenmiştir.
Olson [15], demir şelat’ın H2S ile birlikte kükürt ve hidrojen üretmek
için tepkimeye girdiği, daha sonra da şelatın geri kazanıldığı bir elektrokimyasal
proses tanımlamıştır. Mizuta ve ark. ise [16] H2S’in demir klorür (FeCl3) sulu çözeltisinde
absorpsiyonu ve daha sonrada FeCl2 sulu çözeltisinin elektrolizinden
oluşan hibrid bir proses geliştirmişlerdir. Bu proses fazla miktarda hidroklorik asit
(HCl) kullanılan güçlü asidik bir ortamda gerçekleşir. 100 mA/cm 2 akım yoğunluğu,
0,7 V düşük elektroliz voltajı ve 70 ºC’de H2S absorpsiyonu %100’e kadar ulaşmaktadır.
Ancak yapışkan özellikteki kükürdün geri kazanımı çok güçtür.
Huang ve arkadaşları [17] dolaylı elektroliz ile H2S’i hidrojen ve kükürde dönüştürmek
için elektrokimyasal ortam olarak asidik sulu vanadyum dioksit
[(VO2) + /(VO) 2+ ] çözeltisi kullanmışlardır. [(VO2) + /(VO) 2+ ] çifti kararlıdır ve çalışma
85