Üreden elektrokimyasal yeniden yapılandırma yöntemi ile hidrojen üretimi
Hydrogen production from urea by electrochemical reforming
- Tez No: 986707
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE GÖRDESEL YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde insan nüfusunun artması ve buna paralel olarak sanayileşmenin ve tüketimin de artmasıyla birlikte karbon emisyonu tüm dünyanın üzerinde durması gereken ciddi bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu nedenle karbon emisyonunun azaltılması yönündeki arayışlar yeni ve temiz enerji ihtiyacı doğurmuştur. Bu arayışlar neticesinde hidrojen üretimine olan ilgi giderek artmaktadır. Önemli enerji taşıyıcılarından biri olan hidrojeni, yenilenebilir ve çevreye daha az zararlı kaynaklardan üretmek oldukça önemlidir. Günümüzde en yaygın kabul gören hidrojen üretim yöntemlerinden biri su elektrolizidir. Hidrojen üretiminde su elektrolizi, yeni ve yeşil enerji geliştirmek için en uygun araç olarak kabul edilmektedir. Hidrojen, yüksek kalorifik değeri ve karbon emisyonu oluşturmaması nedeniyle oldukça önemlidir. Bu çalışmada, atık üreden elektrokimyasal yeniden yapılandırma yöntemi ile farklı elektrot çiftleri, farklı elektrolit ortamlar, farklı çalışma sıcaklıkları ve farklı üre konsantrasyonlarında maksimum hidrojen üretimi hedeflenmiştir. Hidrojen kaynağı olarak; üre ambarı depolama faaliyetleri esnasında meydana gelen toz formundaki mali değeri düşük, katı atık üre kullanılmıştır. Ürenin ana hammaddesi amonyaktır. Bu çalışma, üretilen hidrojenin amonyak üretiminde hammadde olarak kullanılabilmesi sebebiyle 'yeşil hidrojen' ve 'yeşil amonyak' gibi küresel anlamda önem kazanmış konulara eğilmektedir. Hidrojen, yüksek kalorifik değeri olmasına karşın depolanması oldukça zor bir üründür. Bu çalışma, katı haldeki ürenin güvenli bir hidrojen depolama aracı olarak kullanımını mümkün hale getiren temelleri oluşturacaktır. Bu çalışma, katma değeri yüksek ürün eldesi, enerji tasarrufu sağlanması ve son yıllarda giderek artan karbon emisyonunun azaltılması açısından önem arz etmektedir. Bu amaçla, 1 V potansiyelde, Zn/Zn elektrot çifti ile 40 °C ortam sıcaklığında, 5 M KOH elektrolit konsantrasyonu, 0,33 M'lık üre konsantrasyonu içeren CoSO4 katkılı hücre çözeltisinde 1,2 mL/dk debide hidrojen üretilmiştir. Çalışmanın Faradaik verimi %41,37 olarak; enerji verimi ise %61,24 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Today, the increase in the human population, industrialization, and consumption has led to a significant rise in carbon emissions, which has become a serious global issue that must be addressed urgently. Consequently, efforts to reduce carbon emissions have created a demand for new and clean energy sources. As a result, interest in hydrogen production has been steadily increasing. Producing hydrogen—one of the most important energy carriers—from renewable and environmentally friendly sources is of great importance. Among the various methods, water electrolysis is one of the most widely accepted and effective techniques for hydrogen production. Water electrolysis is regarded as a promising tool for developing new and green energy systems, as hydrogen offers a high calorific value and produces no carbon emissions. In this study, maximum hydrogen generation was targeted through the electrochemical reforming of waste urea under various experimental conditions, including different electrode pairs, electrolyte types, operating temperatures, and urea concentrations. As the hydrogen source, low-cost solid waste urea in powder form, generated during storage in urea warehouse, was utilized. Since the main raw material of urea is ammonia, this study also contributes to globally significant topics such as“green hydrogen”and“green ammonia,”given that the hydrogen produced can be reused as a feedstock in ammonia synthesis. Although hydrogen possesses a high calorific value, its storage remains a major challenge. This research establishes the fundamental basis for utilizing solid urea as a safe hydrogen storage medium. The study is of particular significance in terms of producing high value-added products, promoting energy efficiency, and contributing to the reduction of the rapidly increasing carbon emissions observed in recent years. For this purpose, hydrogen was produced at a flow rate of 1.2 mL/min under 1 V potential, using Zn/Zn electrode pair, at 40 °C, in CoSO4 electrolyte solution containing 5 M KOH and 0.33 M urea. The Faradaic efficiency and energy efficiency of the process were calculated as 41.37% and 61.24%, respectively.
Benzer Tezler
- Fuel cell air supply system control using deep q-network
Derin q-aği kullanilarak yakit hücresi hava besleme sistemi kontrolü
EMİR OĞUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ONAT
- Grafen ve niyobyum nanoparçacıkları temelli voltametrik sensörkullanılarak klenbuterolün elektrokimyasal tayini
Electrochemical determination of clenbuterol using avoltammetric sensor based on graphene and niobium nanoparticles
EDANUR KURTBEY
- Corrosion prevention of carbon steel and aluminium metals by PANI/CeO2 nanocomposite coatings
PANI/CeO2 nanokompozit kaplamalar ile karbon çelik ve alüminyum metallerinin korozyonunun önlenmesi
HANDE YOLSAL ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESMA SEZER
- Applicability of advanced oxidation processes for treatment and recovery of washing machine effluent: On-site application with new washing machine design
İleri oksidasyon prosesleri uygulamaları ile çamaşır makinesi atık sularının arıtılması ve geri kazanılması: Yerinde uygulama ile yeni çamaşır makinesi tasarımı
LEVENT KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA ÖLMEZ HANCI
- Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level
Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi
GÜNEŞ ATAY
Doktora
İngilizce
2024
Genetikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
