Araştırma Makalesi

Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu

Cilt: 25 Sayı: 1 16 Ocak 2023
PDF İndir
TR EN

Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu

Öz

Dünyada var olan enerji kaynaklarının son yıllarda azalmasına bağlı olarak, güvenli ve sürdürülebilir enerji alanlarında alternatif olabileceği düşüncesiyle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasına yönelik bilimsel çalışmalar hızla devam etmektedir. Hidrojen, güç üretimi, ısı, ulaşım ve enerji depolama sistemleri gibi farklı alanlarda kullanım potansiyeline sahip küresel olarak çevre üzerinde herhangi bir etkisi olmayan temiz yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Kaolinit, 1:1 tabakalı yapıya sahip ve katmanlar arası mesafesi düşük bir kil mineralidir. Kil minerallerinin adsorpsiyon kapasitelerinin ilgi çekici olması sebebiyle kaolinit birçok depolama uygulamaları için kullanılabilir. Yapılan çalışmalar, kil minerallerinin hidrojen depolama materyali olarak kullanılabileceği göstermektedir ancak katmanlar arası mesafesi diğer killere oranla daha az bir kil minerali olması sebebiyle hidrojen moleküllerinin kaolinit tabakaları arasında tutulması zordur. Bu nedenle, kaolinitin hidrojen depolama kapasitesinin arttırılmasına yönelik ön işlemler dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, kaolinit üzerinde hidrojen moleküllerinin adsorpsiyonunun arttırılması amacıyla 1:1 kil tabakasına sahip kaolinit (K) öncelikle dimetil sülfoksit (DMSO) organik bileşeği ile aralanarak interkale kaolinit (KD), sonrasında ise organik bir modifiyer madde olan 2,6-diaminopiridin (2,6-DAP) molekülleri ile DMSO moleküllerinin yer değiştirmesi sağlanarak modifiye kaolinit (KD_2,6-DAP) organokili oluşturulmuştur. Elde edilen örneklerin temel olarak karakterizasyonunda BET yüzey alanı tayin cihazı ile yüzey alanları ve gözenek boyutu dağılımları; SEM cihazı ile morfolojisi; FTIR ve XRD cihazları ile yapısal karakterizasyonu; TGA cihazı ile termal kararlılığı belirlenmiştir. Aralanarak modifiye edilen kaolinitin hidrojen depolama kapasitesi, kriyojenik sıcaklıkta ve 0-7 bar basınç aralığında kaolinitten daha yüksek olarak ölçülmüştür. 7 bar basınçta kaolinitin ağırlıkça hidrojen depolama kapasitesi %0,002, modifiye kaolinitin ise %0,018 olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen tüm bu karakterizasyon işlemleri ışığında killerin modifikasyon ile hidrojen depolama kapasitelerinin arttırılabileceği ve enerji alanında hidrojen depolama materyali olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Fayaz H., Saidur R., Razali N., Anuar F.S., Saleman A.R. ve Islam M.R., An overview of hydrogen as a vehicle fuel, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 5511-5528, 2012.
  2. Roszak R., Firlej L., Roszak S., Pfeifer P. ve Kuchta B., Hydrogen storage by adsorption in porous materials: Is it possible?, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 496, 69-76, 2016.
  3. Zhao, J., Gao, W., Tao, Z.G., Guo, H.Y. ve He, M.C., Density functional theory investigation of different coverage hydrogen adsorption on the kaolinite (001) surface, Clay Minerals, 1-27, 2018.
  4. Sawai, N. ve Harun, F., Hydrogen Adsorption on Agricultural-Based Activated Carbons, Zeolite Templated-Carbons and Clay-Based Materials; A Review, Journal of Industrial Engineering Research, 1, 5,1-7, 2015.
  5. Zhang W.B., Zhang S.L., Zhang Z.J., Wang L.L. ve Yang W., The hydrogen adsorption on Zr-decorated LiB (001): A DFT study, Vacuum, 110, 62-68, 2014.
  6. Ren J.W., Musyoka N.M., Langmi H.W., Mathe M. ve Liao S.J., Current research trends and perspectives on materials-based hydrogen storage solutions: A critical review, International Journal of Hydrogen Energy, 42, 289-311, 2017.
  7. Mondelli, C., Bardelli, F., Vitillo, J.G., Didier, M., Brendle, J., Cavicchia, D.R., Robinet J.C. ve Charlet L., Hydrogen adsorption and diffusion in synthetic Na-montmorillonites at high pressures and temperature, International Journal of Hydrogen Energy, 40, 2698-2709, 2015.
  8. Alver, B.E., Adsorption studies of hydrogen and ethylene on cation-exchanged bentonite, Clay Minerals, 52, 1, 67-73, 2017.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

16 Ocak 2023

Gönderilme Tarihi

16 Nisan 2022

Kabul Tarihi

20 Aralık 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 25 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Koçer Kızılduman, B. (2023). Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 25(1), 186-202. https://doi.org/10.25092/baunfbed.1104156
AMA
1.Koçer Kızılduman B. Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2023;25(1):186-202. doi:10.25092/baunfbed.1104156
Chicago
Koçer Kızılduman, Berna. 2023. “Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 25 (1): 186-202. https://doi.org/10.25092/baunfbed.1104156.
EndNote
Koçer Kızılduman B (01 Ocak 2023) Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 25 1 186–202.
IEEE
[1]B. Koçer Kızılduman, “Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu”, BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi, c. 25, sy 1, ss. 186–202, Oca. 2023, doi: 10.25092/baunfbed.1104156.
ISNAD
Koçer Kızılduman, Berna. “Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 25/1 (01 Ocak 2023): 186-202. https://doi.org/10.25092/baunfbed.1104156.
JAMA
1.Koçer Kızılduman B. Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2023;25:186–202.
MLA
Koçer Kızılduman, Berna. “Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 25, sy 1, Ocak 2023, ss. 186-02, doi:10.25092/baunfbed.1104156.
Vancouver
1.Berna Koçer Kızılduman. Kaolinit kilinin hidrojen depolama amaçlı kullanımı için modifikasyonu ve karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 01 Ocak 2023;25(1):186-202. doi:10.25092/baunfbed.1104156

Cited By