EN
TR
Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi
Öz
Bu çalışmada, klor-alkali proseslerinde geleneksel olarak tercih edilen sodyum klorür çözeltilerine alternatif oluşturabilecek nitelikte, alüminyum klorür (AlCl₃) esaslı bir elektroliz sistemi tasarlanmış ve sistemin farklı sıcaklık ve voltaj düzeylerinde sergilediği ekserji performansı deneysel olarak değerlendirilmiştir. Deneysel düzenek, sabit elektrolit debisi (0,3 g/s) koşulunda, 20 °C ve 45 °C sıcaklıklar ile 5,0 V, 7,5 V ve 10,0 V hücre gerilimleri altında test edilmiştir. Çalışmada kullanılan laboratuvar tipi hücrede anot ve katot bölmeleri, Al³⁺ iyonlarının seçici geçişine imkân tanıyan Nafion 212 membranıyla birbirinden ayrılmıştır. Her iki bölmede beşer adet grafit elektrot kullanılmıştır. Elektrolit akış hızının hidrojen ve klor üretimi üzerindeki etkisi deneysel olarak önemsiz bulunmuş ve bu nedenle sabit tutulmuştur. Deney süresince anot bölgesinde meydana gelen klor gazı üretimi, elektrot yüzeylerinde kimyasal aşınmaya neden olmuş; bu durum, klor gazı veriminin hidrojen gazına kıyasla daha düşük olmasına neden olmuştur. Elde edilen deneysel bulgulara göre, hidrojen üretim hızı 20 °C sıcaklık ve 5,0 V gerilim altında en düşük seviyede olup 0,94 mL/dk olarak kaydedilmiş, buna karşılık 45 °C ve 10,0 V koşullarında 3,577 mL/dk ile en yüksek üretim hızına ulaşılmıştır. Ekserji verimliliği, düşük sıcaklık ve gerilim koşullarında % 1,544 seviyesinde kalırken, en yüksek verim % 4,98 ile yüksek sıcaklık ve voltaj kombinasyonunda gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, AlCl₃ çözeltisiyle çalışan elektroliz sisteminin literatürde ilk kez termodinamik verimlilik (ekserji) açısından deneysel olarak incelendiği vurgulanmakta olup, bu tür sistemlerin klor-alkali teknolojileri içerisinde alternatif ve yenilikçi bir yaklaşım sunduğu değerlendirilmiştir. Ayrıca, reaksiyon sonucunda hidrojenin yanı sıra, ekonomik değeri yüksek olan Al(OH)₃ bileşiğinin oluşması, sürecin çevresel sürdürülebilirliğini ve ekonomik cazibesini artıran önemli bir unsur olarak öne çıkmaktadır.
Anahtar Kelimeler
Etik Beyan
Bu araştırmada hayvanlar ve insanlar üzerinde herhangi bir çalışma yapılmadığı için etik kurul onayı alınmamıştır.
Kaynakça
- Bičáková O, Straka P. 2012. Production of hydrogen from renewable resources and its effectiveness. Int J Hydrogen Energy, 37: 16. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.11.120
- BoroumandJazi G, Rismanchi B, Saidur R. 2013. A review on exergy analysis of industrial sector. Renew Sustain Energy Rev, 27: 198–203. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.018
- Brinkmann T, Santonja GG, Schorcht F, Roudier S, Sancho LD. 2014. Best available techniques (BAT) reference document for the production of chlor-alkali. European Commission, Joint Research Centre, Institute for Prospective Technological Studies.
- Cengel YA, Boles MA. 2013. Termodinamik. 7. baskı. Palme Yayıncılık. Ankara, Türkiye, pp: 35-39.
- Damarseckin S. 2024. Hydrogen production from ZnCl₂ salt: Application of chlor-alkali method. Int J Hydrogen Energy, 88: 888–897. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.12.233
- Dincer I, Rosen MA. 2012. Energy, environment, and sustainable development. Elsevier, Oxford, USA, pp: 56-96.
- Erden M, Karakilcik M. 2024. Experimental investigation of hydrogen production performance of various salts with a chlor-alkali method. Int J Hydrogen Energy, 52: 546–560. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.11.002
- Hammer Th, Kappes Th, Baldauf M. 2004. Plasma catalytic hybrid processes: gas discharge initiation and plasma activation of catalytic processes. Catal Today, 89: 1–2. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2004.03.059
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Yenilenebilir Enerji Sistemleri
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Erken Görünüm Tarihi
13 Eylül 2025
Yayımlanma Tarihi
15 Eylül 2025
Gönderilme Tarihi
7 Ağustos 2025
Kabul Tarihi
9 Eylül 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2025 Cilt: 8 Sayı: 5
APA
Damarseçkin, S. (2025). Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi. Black Sea Journal of Engineering and Science, 8(5), 1628-1633. https://doi.org/10.34248/bsengineering.1760309
AMA
1.Damarseçkin S. Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi. BSJ Eng. Sci. 2025;8(5):1628-1633. doi:10.34248/bsengineering.1760309
Chicago
Damarseçkin, Serdal. 2025. “Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi”. Black Sea Journal of Engineering and Science 8 (5): 1628-33. https://doi.org/10.34248/bsengineering.1760309.
EndNote
Damarseçkin S (01 Eylül 2025) Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi. Black Sea Journal of Engineering and Science 8 5 1628–1633.
IEEE
[1]S. Damarseçkin, “Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi”, BSJ Eng. Sci., c. 8, sy 5, ss. 1628–1633, Eyl. 2025, doi: 10.34248/bsengineering.1760309.
ISNAD
Damarseçkin, Serdal. “Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi”. Black Sea Journal of Engineering and Science 8/5 (01 Eylül 2025): 1628-1633. https://doi.org/10.34248/bsengineering.1760309.
JAMA
1.Damarseçkin S. Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi. BSJ Eng. Sci. 2025;8:1628–1633.
MLA
Damarseçkin, Serdal. “Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi”. Black Sea Journal of Engineering and Science, c. 8, sy 5, Eylül 2025, ss. 1628-33, doi:10.34248/bsengineering.1760309.
Vancouver
1.Serdal Damarseçkin. Alüminyum Klorür (ALCL₃) Bazlı Klor-Alkali Elektrolizi ile Hidrojen Üretiminin Ekserji Temelli İncelenmesi. BSJ Eng. Sci. 01 Eylül 2025;8(5):1628-33. doi:10.34248/bsengineering.1760309