Investigation of hydrogen production from the catalytic dehydrogenation of solid hydrogen storage materials through experimental and modeling studies
Katı hidrojen depolama malzemelerinin katalitik dehidrojenlenmesi yoluyla hidrojen üretiminin modellenmesi ve deneysel incelenmesi
- Tez No: 691166
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dehidrojenasyon, Dehydrogenaration
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojen ekonomisine geçiş için, hidrojenin temiz ve verimli bir şekilde üretilmesinin yanı sıra depolama konusundaki zorluklar da çözülmelidir. Katı hidrojen depolama malzemeleri, ağırlıkça yüksek miktarda hidrojen içeren hafif malzemeler olduğu için hidrojeni güvenli bir şekilde depolayabilir ve temiz hidrojen üretimi için alternatif bir yol olabilir. Bu tez, katı hidrojen depolama malzemelerinden hidrojen üretiminin deneysel ve sayısal olarak araştırılmasına ve hidrojen kullanan araçlar için ekonomik ve çevresel değerlendirme yapılmasına odaklanmaktadır. Tezin deneysel kısmında ilk olarak morfolin borandan hidrojen üretimi için PSSA ile stabilize edilmiş PdAg katalizörü sentezlenmiş, ve kinetik çalışmalar yapılmıştır. Daha sonra başlangıç TOF değeri hesaplanmış ve katalizörün yeniden kullanılabilirliği incelenmiştir. Tezin sayısal kısmında ise Comsol ortamında katı hidrojen depolama malzemelerinden hidrojen üretimi için kullanılabilecek kesikli ve sürekli reaktörlerin üç boyutlu modellenmesine yer verilmiştir. Ek olarak sodyum borhidrür temelli bir hidrojen depolama sistemi ve sıkıştırılmış gaz hidrojen tankı olmak üzere iki farklı hidrojen deposu bulunduran yakıt pilli bir aracın MATLAB Simulink modeli geliştirilmiştir. Son olarak sodyum borhidrür temelli hidrojen depolama sistemi ve sıkıştırılmış gaz tankı bulunduran yakıt pilli araçlar AFLEET aracı kullanılarak ekonomik ve çevresel açıdan incelenmiş, yakıt olarak benzin kullanan geleneksel içten yanmalı motorlu araç ile toplam sahip olma maliyeti ve çevresel etkiler açısından karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
For the transition to hydrogen economy, the challenges of producing hydrogen in a clean and efficient manner, as well as storage, must be resolved. Since solid hydrogen storage materials are lightweight materials containing high amounts of hydrogen by weight, they can store hydrogen safely and can be an alternative way for clean hydrogen production. This thesis focuses on the experimental and numerical investigation of hydrogen production from solid hydrogen storage materials and the economic and environmental evaluations for hydrogen-powered vehicles. In the experimental part of the thesis, firstly, PSSA stabilized PdAg catalyst was synthesized for hydrogen production from morpholine borane, and kinetic studies were carried out. Then, the initial TOF value was calculated, and the reusability of the catalyst was investigated. In the numerical part of the thesis, three-dimensional modeling of batch and continuous reactors that can be used for hydrogen production from solid hydrogen storage materials in Comsol environment is given. In addition, a MATLAB Simulink model of a fuel cell vehicle with two different hydrogen storage, a sodium borohydride-based hydrogen storage system and a compressed gas hydrogen tank, was developed. Finally, fuel cell vehicles with sodium borohydride-based hydrogen storage system and compressed gas tank were examined economically and environmentally using the AFLEET tool and compared with a conventional internal combustion engine vehicle using gasoline as fuel in terms of total cost of ownership and environmental effects.
Benzer Tezler
- Formik asitten eş-anlı hidrojen üretiminin katalitik olarak incelenmesi
Catalytic investigation of in-situ hydrogen production from formic acid
SEDEF SANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE COŞKUNER FİLİZ
- Magnezyum hidrür bileşiğiyle kalsiyum tuzlarından kalsiyum borhidrür sentezi ve borhidrür bileşiklerinin katalitik dehidrojenasyonu
Calcium borohydride synthesis by magnesium hydride compound from calcium salt and catalytic dehydrogenation of borohydride compounds
TUĞBA AKKAŞ BOYNUEĞRİ
Doktora
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÜRÜ
- İzobütan dehidrojenasyonunun membran reaktörde incelenmesi
Investigation of isobutane dehydrogenation in membrane reactor
AYŞE DİLAY ERDALİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM DOĞAN
- Fonksiyonel grafen türevleri ile desteklenmiş metal nanokümelerinin sentezi, karakterizasyonu ve etilendiamin-bisboran'dan hidrojen üretimindeki katalitik performanslarının araştırılması
Synthesis and characterization of metal nanoclusters supported by functionalized graphene derivatives and the investigation of catalytic performance in the hydrogen production from ethylendiamine-bisborane
YAŞAR KARATAŞ
- NH2 modifiye UiO-66 metal organik kafes yapı destekli Pd (0) nanoparçacıklarının sentezi, karakterizasyonu ve etilendiamin-bisborandan hidrojen üretiminde katalitik performansının araştırılması
Synthesis and characterization of NH2-modified UiO-66 metal organic framework supported Pd (0) nanoparticles and investigation of their catalytic performance in the hydrogen production from ethylenediamine-bisborane
SABAHAT BİTER