Çan Linyitinden Elektroliz Yöntemi ile Hidrojen Üretiminde Çeşitli Parametrelerin Etkisinin İncelenmesi

Özgü Yörük; Duygu Uysal Zıraman; Özkan Murat Doğan; Bekir Zühtü Uysal

doi:10.29109/gujsc.601223

Çan Linyitinden Elektroliz Yöntemi ile Hidrojen Üretiminde Çeşitli Parametrelerin Etkisinin İncelenmesi

Öz

Hidrojenin elektroliz yöntemi ile yüksek saflıkta elde edilebileceği kaynaklar arasında olan kömür, düşük maliyeti ve büyük arz nedeniyle cazip bir seçenektir. Bu çalışmada, Çanakkale/Çan linyiti-su bulamaçlarının elektrolizi ile hidrojen üretimine etki eden çeşitli parametreler (kömür partikül büyüklüğü, sıcaklık, karıştırma hızı, elektrot malzemesi ve Fe⁺² iyonunun etkisi) incelenmiştir. Deneyler, iki elektrotlu (anot/katot) elektroliz hücresinde, elektrolit olarak 1 M H₂SO₄kullanılarak asidik ortamda ve atmosferik basınçta gerçekleştirilmiştir. Atmosferik basınçta gerçekleştirilen deneylerde elektrot olarak bakır-bakır ve çinko-çinko elektrot kullanılmıştır. Sıcaklığın akım yoğunluğu üzerindeki etkisini belirleyebilmek için, oda sıcaklığından 80^oC'ye kadar düzenli aralıklarla ölçümler yapılmıştır. Akım yoğunluğunun sıcaklıkla arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca, üç farklı partikül boyutunda (1-0,5 mm, 0,5-0,25 mm ve <0,25 mm) yapılan deneylerde, en yüksek akım yoğunluğu değerleri en küçük partikül boyutunda elde edilmiştir. Fe⁺² iyonunun etkisi, kömür-su karışımına 0,1 M FeSO₄ ilave edilerek sağlanmıştır ve Fe⁺² iyonu ilavesinin, akım yoğunluğunu 80°C ve 0,73 V'da yaklaşık %60 artırdığı görülmüştür. Karıştırma hızının iki katına çıkarılması ile de akım yoğunluğu 80°C ve 0,73 V’da %16 artmıştır.

Anahtar Kelimeler

hidrojen,elektroliz,linyit

References

Peavey, M.A. (2002). Fuel From Water: Energy Independence With Hydrogen (10th Edition). Merit Products Inc., 10.
Momirlan M., Veziroğlu T.N. Current Status of Hydrogen Energy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6 (141-179), (2002).
Santos, D. M. F., Sequeira, C. A. C. Hydrogen production by alkaline water electrolysis. Quimica Nova, 36 (8) (1176-1193), (2013).
Manabe, A., Kashiwase, M., Hashimoto, T., Hayashida, T., Kato, A., Hirao, K., Shimomura, I., Nagashima, I. Basic study of alkaline water electrolysis. Electrochimica Acta, 100 (249-256), (2013).
Zeng K, Zhang D.K. Recent progress in alkaline water electrolysis for hydrogen production and applications. Progress in Energy and Combustion Science, 36 (307-326), (2010).
Massood, R.,Stiegel, G. J. Hydrogen from coal gasification: an economical pathway to a sustainable energy future. International Journal Of Coal Geology, 65 (173-190), (2005).
Steinberg, M., Cheng, H.C. Modern and prospective technologies for hydrogen production from fossil fuels, in T. N. Veziroğlu and A. N. Protsenko (eds.). Hydrogen Energy Progress VII, 2 (699-740), (1988).
Coughlin, R. W.,Farooque, M. Consideration of electrodes and electrolytes for electrochemical gasification of coal by anodic-oxidation. Journal of Applied Electrochemistry, 10 (729-740), (1980).

Coughlin, R.W., Farooque, M. Hydrogen production from coal, water and electrons. Nature, 279 (301-303), (1979).
Farooque, M, Coughlin, R.W. Anodic coal reaction lowers energy consumption of metal electrowinning. Nature, 280 (666-668), (1979).
Gong, X.Z., Wang, M.Y., Wang, Z., Guo, Z.C. Desulfurization of electrolyzed coal water slurry in HCl system with ionic liquids addition. Fuel Process Technology, 99 (6-12), (2012).
Lam, V., Li, G.C., Song, C.J., Chen, J.W., Fairbridge, C., Hui, R., Zhang, J.J. A review of electrochemical desulfurization technologies for fossil fuels. Fuel Process Technology, 98 (30-38), (2012).
Jin X, Botte, G.G. Feasibility of hydrogen production from coal electrolysis at intermediate temperatures. Journal of Power Sources, 171 (826-834), (2007).
Giddey, S., Kulkarni, A., Badwal, S.P.S. Low emission hydrogen generation through carbon assisted electrolysis. International Journal of Hydrogen Energy, 40 (70-74), (2015).
Becker, M. R., De Souza, M. O., De Souza, R. F., Fiegenbaum, F., Martini, E. M. A. Electrocatalytic activities of cathode electrodes for water electrolysis using tetra-alkyl ammonium-sulfonic acid ionic liquid as electrolyte. Journal of Power Sources, 280 (12-17), (2015).
Abreu, Y.D., Patil, P., Marquez, A.I., Botte, G.G. Characterization of electrooxidized Pittsburgh no.8 coal. Fuel, 12 (1-12), (2006).
Patil, P., Abreu, Y.D., Botte, G.G. Electrooxidation of coal slurries on different electrode materials. Journal of Power Sources, 158 (368–377), (2006).
Hesenova, A., Kınık, H. Titanyum ve karbon keçe üzerine platin ve platin/iridyum kaplama elektrodlarının kömür-su karışımlarının elektrolizindeki etkinliklerinin kıyaslanması. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü e-dergi, 22 (1) (44-53), (2010).
Botte, G.G., Sahte, N. Assessment of coal and graphite electrolysis on carbon fiber electrodes. Journal of Power Sources, 161 (1) (513-523), (2006).
Hesenova, A., İçten, O., Meryemoğlu, B. Electrolysis of coal slurries to produce hydrogen gas: Effects of different factors on hydrogen yield. International Journal of Hydrogen Energy, 36 (12249-12258), (2011).
Gong, X., Guo, Z., Wanga, M., Wanga, Z. Roles of inherent mineral matters for lignite water slurry electrolysis in H2SO4 system. Energy Conversion and Management, 75 (431-437), (2013).
Aboushabana, M. R. (2012). Electrolysis of Coal and Carbon Slurry Suspensions, Doctor of Philosophy Thesis, The University of Texas at Arlington, Texas, USA,7.
Bockris, J. O.,Later, D. W., Murphy, O. J. Products found in the anodic oxidation of coal. International Journal of Hydrogen Energy, 10 (453-474), (1985).
Santos, D.M.F., Sljuki, B., Sequeira, C.A.C., Maccio, D., Saccone, A., Figueiredo, J.L. Electrocatalytic approach for the efficiency increase of electrolytic hydrogen production: proof-of-concept using platinumedysprosium alloys. Energy, 50 (486-492), (2013).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Chemical Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Özgü Yörük This is me
0000-0001-7768-0313
Türkiye

Duygu Uysal Zıraman ^*
0000-0002-8963-6026
Türkiye

Özkan Murat Doğan
0000-0003-3801-3141
Türkiye

Bekir Zühtü Uysal
0000-0002-9475-9194
Türkiye

Publication Date

December 24, 2019

Submission Date

August 3, 2019

Acceptance Date

November 10, 2019

Published in Issue

Year 2019 Volume: 7 Number: 4

DOI

https://doi.org/10.29109/gujsc.601223

IZ

https://izlik.org/JA23HE28PJ

Cite

RIS / Bibtex

APA

Yörük, Ö., Uysal Zıraman, D., Doğan, Ö. M., & Uysal, B. Z. (2019). Çan Linyitinden Elektroliz Yöntemi ile Hidrojen Üretiminde Çeşitli Parametrelerin Etkisinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, 7(4), 957-968. https://doi.org/10.29109/gujsc.601223

Cited By

Electrochemical Production of Transition Metal-Based Electrocatalysts for Hydrogen Production

Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

https://doi.org/10.47495/okufbed.1034230

Novel Fluoroboric Acid Additive for Blend Membrane to be Used in PEM Fuel Cell, Characterization Studies, and Performance Test

Journal of Polymers and the Environment

https://doi.org/10.1007/s10924-023-03180-7

Carbon-assisted hydrogen production via electrolysis at intermediate temperatures: Impact of mineral composition, functional groups, and membrane effects on current density

Fuel

https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.133268