II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

3. NaBH4’ün Hidrolizi ve Hidrojen Taşıyıcı Olarak Kullanılması
Sodyum borhidrurden hidrojen üretiminde termal ve katalitik yöntemlerden faydalanılabilir.
Hidrojen salınımı yakıt bünyesindeki protonların sudaki oksijen ile yer
değiştirmesini içeren kimyasal bir süreç olduğu için katalitik yöntem daha fazla ilgi
görmektedir. Bu süreçler aşağıdaki bölümlere detaylandırılmıştır.
3.1. Termal Dehidrojenasyon
MBH4 yapısındaki hidrojen sıcaklığın arttırılması ile uzaklaştırılabilir. Burada dikkat
edilmesi gereken nokta uygulanan sıcaklığın erime noktasından yüksek olmamasıdır.
MBH4’lerin (M=Li, Na and K) 1 atm hidrojen basıncı altında 10 ˚C min -1
ısıtma hızı ile verdiği DSC profilleri aşağıdaki şekilde verilmiştir. Na ve K
borhidrürler 497 ˚C and 607 ˚C’de birer noktada pik verirken, LiBH4 107 ˚C’de
yapısal değişikliği ve 277 ˚C’de ise erimeyi ifade eden iki pik vermetedir [17].
Fakat LiBH4 için hidrojen salınım sıcaklığı 340 and 500 ˚C olarak verilmektedir [18].
Bu yüzden termal desorpsiyon sıcaklığının düşürülmesi gerekmektedir. Bu maksatla
bazı yardımcı kimyasallar kullanılmaktadır. Metal borhidrürün katyonunu
daha yüksek elektronegativiteye sahip yüksek valans katyonlu SiO2, Mg, Li ve Cu
gibi yardımcı kimyasallar ile değiştirmek desorpsiyon sıcaklığını düşürmeye yardımcı
olmaktadır.
Şekil 2. Bazı MBH4’lerin (M=Li, Na, and K) DSC profilleri (0.1 MPa hidrojen altında ve 10 ˚C/min
sıcaklık artış hızında) [17]
3.2. Katalitik dehidrojenasyon
NaBH4 hidrolizi katalizörle başarılı bir şekilde gerçekleştirilmekte ve suyun bünyesindeki
hidrojen de kazanılabilmektedir [19,20]:
NaBH4 + (2+x)H2O → 4H2 + NaBO2 . xH2O (10)
İlk olarak Schlesinger ve arkadaşları (1953) NaBH4’ün katalitik hidrolizini gerçekleştirmişlerdir.
Bu işlem için homojen veya heterojen katalizörler kullanılabilir
[21]. Çalışmalar çoğunlukla sürecin kontrolünü kolaylaştıran heterojen katalizörler
93