II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

SÜREKLİ HİDROJEN ÇEVRİMİ AMACI İLE NaBH4 KULLANIMI:
OLASI SORUNLAR VE ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ
Özet
Metin GÜRÜ ve Çetin ÇAKANYILDIRIM
Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü
Bu makalede NaBH4 üretimine ilişkin kullanılmakta olan yöntemlerin kısa bir özeti
verilmiştir. Ayrıca bu üretim yolları, kullanım şartları, oluşan atıklar ve atıkların
geri kazanımı dikkate alınarak, hidrojen enerjisinin muhtemel kullanımına ilişkin
teknik sorunlar ve olası çözümler irdelenmiştir. Kolemanit ve boraks gibi ülkemizdeki
mevcut kaynakların makul sıcaklıklarda, bazı temel kimyasallar ile işlenerek
NaBH4’ün sentezlenmesi konusuna değinilmiştir. Bu hidrojen taşır kimyasalın kullanımına
ait bir dönüşüm şeması önerilmiş ve bu çevrim esnasındaki gerekli kimyasal
eklemelerinin yeri ve zamanlaması konusunda önerilerde bulunulmuştur. Ayrıca
hidrojen üretimi sırasında oluşan NaBO2 atığının geri kazanımı amacıyla metaborat
yapısındaki oksijeni tutan ve bünyesindeki hidrojeni ortama veren, hidrojen sağlayıcı
kimyasal yapılar üzerinde durulmuştur. NaBH4 üretimin için ıslak ve kuru süreçler
ve boraks kullanımı ile tek basamakta üretimin nasıl gerçekleştirilebileceği
tartışılmıştır. Önerilen sistemde hidrojenin serbest kalmasını sağlayan katalizör ve
özellikleri oldukça önemlidir. Zira katalizörün özellikleri tepkime için gerekli olan
su miktarını ve dolayısı ile sistemin ağırlığını ve gerçekleştirilebilirlik şansını etkilemektedir.
Dehidrojenasyon esnasında katalizörün davranışı; sıcaklık, konsantrasyonlar
ve yan ürün oluşumları dikkate alınarak açıklanmaya çalışılmıştır.
1. Hidrojen çevriminde NaBH4’ün önemi
Azalan gaz, petrol ve kömür gibi doğal kaynaklar ve bu kaynakların hızla yükselen
tüketim oranları temiz ve geri kazanılabilir enerji kaynaklarını önemli kılmaktadır.
Diğer yandan fosil kaynakların kullanımı, yüksek karbon ve kükürt içermelerinden
dolayı yasaklanmaktadır. Bu yasaklar yeteri kadar etkili olamadığı ve yüksek miktarda
CO2, SOx ve NOx salınımı devam ettiği için; asit yağmurları, ozon tabakasının
delinmesi ve iklim değişiklikleri gibi olaylar vuku bulmaktadır. Temiz ve yeniden
kazanılabilir enerji kaynaklarının kullanımı yukarıda sayılan sorunların önüne geçebilir.
Bu maksatla hidrojenin enerji kaynağı olarak kullanımı en uygun çözüm
olarak kabul görmektedir. Yakıt hücreleri sürekli bir hidrojen kaynağı ile beslendiklerinde
etkin bir şekilde enerji üretebilmektedirler fakat bu sistemlere hidrojen
sağlayabilecek kimyasal yapıların geliştirilmesi gereklidir. Bu sebeple, bilim insanları
yenilenebilir ve uygulanabilir enerji taşıyıcı sistemleri araştırılmasına önem
vermektedirler[1]. Gerçekleştirilen araştırmaların genel olarak ortak amacı çevre
dostu, kirlilik oluşturmayan, yüksek verimle diğer formlara kolayca çevrilebilir
enerji içeren hidrojenin eldesi ve depolanması üzerine yoğunlaşmıştır.
89