Perovskit katalizörlerde metan yanmasının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Denizaltıların havadan bağımsız tahrik gerçekleştirebilmesi, daha uzun süre su altında kalabilmesi ve termal sistemlerle yerlerinin tespit edilememesi için önerilen alternatif güç sistemlerinden biri yenilikçi ve hibrit katalitik yanma odasına sahip süperkritik karbondioksit güç sistemleridir. Ayrıca bu güç sistemleri ticari gemilerin emisyonlarının azaltılabilmesi için de oldukça etkilidir. Bu sebeplerle, bu tez çalışmasında detaylı literatür araştırması yapılmış, sol-jel yöntemi ile Lantan, Seryum, Kobalt ve Platinyum elementleri kullanılarak altı farklı perovskit katalizör hazırlanmış ve kordiyerit monolitlere kaplanmıştır. Katalizörlerin kristal faz özellikleri XRD, mikro yapıları SEM-EDS, yüzey alanları BET, sıcaklıkla azalan karbon miktarları TG-DTA analiz yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Katalizörlerin sıcaklık programlı indirgenme (TPR) deneyleri yapılmıştır. Katalizörlerin 400-850 °C sıcaklıkları arasında 50 °C aralıklarla, %2 metan düşük debi (306 ml/dk), %2 metan yüksek debi (615 ml/dk) ve %4 metan düşük debi (304 ml/dk) şartlarında deneyleri mikro reaktörde gerçekleştirilerek sıcaklığa bağlı performansları ve reaksiyon sonu ürünleri tespit edilmiştir. Katalitik yanma odasına sahip süperkritik karbondioksit güç sistemi ve katalizör hazırlama aşamaları bulanık DEMATEL yöntemi ile değerlendirilmiştir. Bulanık DEMATEL yöntemiyle katalitik yanma odalı s-CO2 deney sistemlerinde ve katalizör hazırlama proseslerinde karşılaşılan problemler neden-etki gruplarına ayrılmıştır. Hazırlanan katalizörlere soy metal olan platinyumun eser miktarda eklenmesi performansı oldukça yükseltmiştir. 850 °C sıcaklıkta birçok katalizörlerde %100 metan dönüşümü elde edilmiştir. Başarılı bir şekilde hazırlanan katalizörlerin kaplamaları çok iyi derecede gerçekleştirilmiş, karakterizasyonlar ve metan katalitik yanma performanslarının sonuçlarının tezin amacına tamamen uygun olduğu görülmüştür.