Sodyum bor hidrür yakıt pili atığının geri kazanımı

Abstract

Günümüzde dünya enerji talebinin büyük bir kısmı hidrokarbon içerikli fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıtların enerjiye dönüştürülmeleri sonrasında çevre kirliliği, sera etkisi, asit yağmurları gibi ekolojik dengeyi bozan ve insan sağlığına zarar veren etkiler oluşmaktadır. Bu nedenle fosil yakıtların yerini alabilecek, yenilenebilir ve alternatif enerji taşıyıcı/kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Hidrojenin, bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim ağırlık başına en yüksek enerji içeriğine sahip olmasına rağmen kullanılmasındaki en büyük sıkıntı depolanmasındaki verim yetersizliğidir. Geleneksel depolama tekniklerinin pratik uygulamalardaki kullanım alanları sınırlı olduğundan, özellikle bor kaynaklı sistemler dikkat çekmektedir. Bu noktada, yüksek hidrojen depolama kapasitesine sahip olan borhidrürler hidrojen depolama ortamı olarak büyük önem kazanmaktadır. Sodyum borhidrür'ün (NaBH4) hidrolizi ile depolanan hidrojen serbest hale geçerken ve yan ürün olarak sodyum metaborat (NaBO2) oluşmaktadır. NaBH4 yakıtı, gereken yer ve zamanda kullanılabilmesi için dengeleyici ajan olan sodyum hidroksit (NaOH) içermektedir. Bundan dolayı NaBH4 yakıtının kullanılmasından sonra oluşan atık hem yan ürün NaBO2'ı hem de NaOH içermektedir. Atığın NaOH içeriğinden dolayı geri kazanım çalışmalarında sorunlar mevcuttur. NaBH4 temelli hidrojen depolama sisteminin daha verimli ve az maliyetli hale gelebilmesi için atığın geri kazanım çalışmalarındaki mevcut sorunlar giderilmelidir. Bu tez çalışmasında, farklı konsantrasyonlardaki NaBH4 yakıt pili atıklarının geri kazanım çalışmaları incelenmiş olup, hidrotermal ve katı hal sentez yöntemi olarak adlandırılan iki farklı yöntem geliştirilmiştir. Şimdiye kadar literatürde yer almayan ve ilk kez uygulanan bu iki yöntem ile NaBH4 yakıt pili atığının geri kazanımı gerçekleştirilmiştir.