Research Article

Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi

Volume: 26 Number: 77 May 27, 2024
TR EN

Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi

Abstract

Sürdürülebilir bir gelecek için temel bir unsur olan hidrojen, küresel enerji ve çevresel zorluklarda önemli bir rol oynamaktadır. Hidrojen üretimi için öne çıkan yöntemlerden biri, yüksek verimlilik ve ölçeklenebilirlik sunan hidrokarbonlardan buhar metan reformasyonudur (BMR). Membran reaktörler (MR’ler), hidrojen üretimini ve ayrılmasını tek bir ünite içinde entegre ederek BMR sürecini geliştirmek için umut verici bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, bir MR içerisinde hem BMR ile hidrojen üretimini hem de membrandan geçemeyen gazlardan karbondioksit yakalanmasını içeren iki farklı prosesi içermektir ve bu MR’nin 1-boyutlu matematiksel modeli oluşturulmuştur. İki önemli çalışma parametresinin (reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon basıncı) membran reaktör performansı üzerindeki etkileri parametrik olarak incelenmiştir. Temel simülasyon koşullarında (773 K ve 3 bar), metan dönüşümü, hidrojen geri kazanımı, karbondioksit geri kazanımı sırasıyla %32,43, %61,78 ve %15,69'a eşittir.

Keywords

References

  1. Acar, C., Dincer, I. 2020. The potential role of hydrogen as a sustainable transportation fuel to combat global warming, International Journal of Hydrogen Energy, Cilt. 45, No. 5, s. 3396-3406, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.10.149
  2. Cho, H. H., Strezov, V., Evans, T. J. 2023. A review on global warming potential, challenges and opportunities of renewable hydrogen production technologies, Sustainable Materials and Technologies, Cilt. 35, e00567, DOI: 10.1016/j.susmat.2023.e00567
  3. Amiri, T. Y., Ghasemzageh, K., Iulianelli, A. 2020. Membrane reactors for sustainable hydrogen production through steam reforming of hydrocarbons: A review. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification, Cilt. 157, 108148, DOI: 10.1016/j.cep.2020.108
  4. Nalbant Atak, Y., Colpan, C. O., Iulianelli, A. 2021. A review on mathematical modeling of packed bed membrane reactors for hydrogen production from methane. International Journal of Energy Research, Cilt. 45, No. 15, s. 20601-20633, DOI: 10.1002/er.7186
  5. Drioli, E., Stankiewicz, A.I., Macedonio, F. 2011. Membrane engineering in process intensification—An overview. Journal of Membrane Science, Cilt. 380, No. 1-2, s. 1-8, DOI: 10.1016/j.memsci.2011.06.043
  6. Wassie, S. A., Medrano, J. A., Zaabout, A., Cloete, S., Melendez, J., Tanaka, D. A. P., Amini, S., Annaland, M. v. S.A., and Gallucci, F. 2018. Hydrogen production with integrated CO2 capture in a membrane assisted gas switching reforming reactor: proof-of-Concept. International Journal of Hydrogen Energy, Cilt. 43, No. 12, s. 6177-6190, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.02.040
  7. Elavarasan, R. M., Pugazhendhi, Irfan, R., Mihet-Popa, M., L., Khan, I. A., Campana, P. E. 2022. State-of-the-art sustainable approaches for deeper decarbonization in Europe–An endowment to climate neutral vision. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Cilt. 159, 112204, DOI: 10.1016/j.rser.2022.112204
  8. Patel, K. S., Sunol, A. K. 2007. Modeling and simulation of methane steam reforming in a thermally coupled membrane reactor. International Journal of Hydrogen Energy, Cilt. 32, No.13, s. 2344-2358, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2007.03.004

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Renewable Energy Resources , Carbon Capture Engineering (Excl. Sequestration), Energy Generation, Conversion and Storage (Excl. Chemical and Electrical)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

May 14, 2024

Publication Date

May 27, 2024

Submission Date

July 19, 2023

Acceptance Date

October 31, 2023

Published in Issue

Year 2024 Volume: 26 Number: 77

APA
Nalbant Atak, Y. (2024). Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 26(77), 307-315. https://doi.org/10.21205/deufmd.2024267715
AMA
1.Nalbant Atak Y. Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi. DEUFMD. 2024;26(77):307-315. doi:10.21205/deufmd.2024267715
Chicago
Nalbant Atak, Yağmur. 2024. “Hidrojen Üretimi Ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi 26 (77): 307-15. https://doi.org/10.21205/deufmd.2024267715.
EndNote
Nalbant Atak Y (May 1, 2024) Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 26 77 307–315.
IEEE
[1]Y. Nalbant Atak, “Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi”, DEUFMD, vol. 26, no. 77, pp. 307–315, May 2024, doi: 10.21205/deufmd.2024267715.
ISNAD
Nalbant Atak, Yağmur. “Hidrojen Üretimi Ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 26/77 (May 1, 2024): 307-315. https://doi.org/10.21205/deufmd.2024267715.
JAMA
1.Nalbant Atak Y. Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi. DEUFMD. 2024;26:307–315.
MLA
Nalbant Atak, Yağmur. “Hidrojen Üretimi Ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 26, no. 77, May 2024, pp. 307-15, doi:10.21205/deufmd.2024267715.
Vancouver
1.Yağmur Nalbant Atak. Hidrojen Üretimi ve CO2 Yakalanmasını Aynı Cihazda Sağlayan Bir Membran Reaktörün Matematiksel Modelinin Geliştirilmesi. DEUFMD. 2024 May 1;26(77):307-15. doi:10.21205/deufmd.2024267715

Cited By

This journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTMzMSwibm9uY2UiOiI2MTU1ODg1NGZlYzhkZTA1OThkNTU2NGFmYTQzYTc0YiJ9.O5b4Ex8bMlFv5797LL8VnE9YWS_X5880dfbmOp2-kc8