II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

negatif yüklüdür ve yüzeyi (H − ) formunda terk eder. H − sudan bir hidrojen alarak
hidrojen molekülünü oluştururken açığa çıkan OH − iyonu BH3 ile tepkime vererek
BH3(OH) − iyonunu oluşturur. Bu süreç B(OH)4 − oluşana kadar devam eder. Süreç
sonunda moleküler hidrojen ortama verilmiş olur [36]. Katalizör içerisindeki Co ve
Ni miktarları önemli bir parametredir. En iyi oran Co0.85-Ni0.15-B şeklinde
Fernandes ve arkadaşları tarafından önerilmiştir. Katalizörlerin çoğu yüksek sıcaklıklarda
özelliklerini yitirirler. Bu durum katalizörlerin ılıman şartlarda kullanılması
zorunluluğunu doğurur. 500 ˚C’de Co-Ni-B katalizörü yüzey morfolojisi iyi dağılmış
partiküllerden gözenekli kristal morfolojisine dönüşür. Bu değişime rağmen
katalizör aktivitesini korumuştur. Dolayısı ile bu katalizör yüksek sıcaklık uygulamaları
için önerilmektedir [36].
Avantajlı fiyatı ve aktivitesi nedeni ile CoCl2 özel bir önem hak etmektedir. CoCl2
86.3 L min -1 g -1 hidrojen üretim kapasitesi ile diğer kobalt (CoSO4, Co(CH3COO)2,
Co(NO3)2, CoF2, Co3(C3H5O(COO)3 3- )2, Co(CH3COCHCOCH3)2) bileşikleri arasında
en önde gelmektedir. CoCl2’ün bu üstün özellikleri Co 2+ ve Cl - arasındaki
kusursuz iyonlaşmadan kaynaklanmaktadır. Klor en elekronegatif element olduğu
için Co 2+ elektrofilik özellik sergilemektedir. Co 2+ bu özelliği sebebi ile BH4 -
aynonu açısından oldukça caziptir [37].
Hidrojen fosfat iyonu ile kararlılığı sağlanmış ortamda, Nikel (II) asetilasetonat’ın
NaBH4 ile indirgenmesiyle hazırlanan nikel nanopartikülünün oda sıcaklığında dahi
oldukça aktif olduğu ve 1450 defa kullanılabildiği Önder ve Özkar tarafından tespit
edilmiştir. NaBH4 hidrolizi kinetiğinin katalizör konsantrasyonu için birinci mertebeden,
reaktant konsantrasyonu için ise sıfırıncı dereceden olduğu gözlenmiştir. Bu
sebepten dolayı sentezlenen katalizörün yüksek NaBH4 konsantrasyonlarında kullanılabileceği
söylenmiştir [38].
3.2.7. Elektrokimyasal Katalizörler
Elektrodepozisyon tekniği ile katalizör üretilirken bazı parametreler vasıtası ile
katalizör özelliklerine müdahale etmek mümkündür. Kim ve ark. Co-Ni-P katalizörü
ile Cu yüzeyine 0.01-0.1 A cm -2 katodik akım yoğunluğu uygulanarak kaplanabileceğini
göstermiştir. Artan Co miktarı ile yüzeyde daha fazla 3 boyutlu katalizör
partikül büyümesi gözlenmiştir. Bu tür yüzey morfolojileri yüksek yüzey alanı
sağladığı için hidrojen salınım hızı da yüksek olmaktadır. Kapsamlı araştırmalar
düşük katodik akım yoğunluğunun 2 boyutlu morfoloji sağladığını göstermiştir.
Ayrıca artan katodik akım yoğunluğu ile Co-Ni-P içerisindeki kobalt miktarı azalırken
Ni artmaktadır. Uzun sureli elektrodepozisyonun üç boyutlu partikül büyümesini
ve yüzey alanını arttırdığı ve dolayısı ile hidrojen üretim veriminin de arttığı
gözlenmiştir. Üretilen Co-Ni-P katalizörünün 15 kere kullanılması sonunda veriminde
sadece %25,4’lük kayıp gözlenmiştir [39].
97