Araştırma Makalesi

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

Cilt: 26 Sayı: 77 27 Mayıs 2024
PDF İndir
TR EN

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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Yenilenebilir Enerji Sistemleri, Karbon Yakalama Mühendisliği (Sekestrasyon/Ayırma) Hariç), Enerji Üretimi, Dönüşüm ve Depolama (Kimyasal ve Elektiksel hariç)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

14 Mayıs 2024

Yayımlanma Tarihi

27 Mayıs 2024

Gönderilme Tarihi

19 Temmuz 2023

Kabul Tarihi

31 Ekim 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 26 Sayı: 77

Kaynak Göster

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 (01 Mayıs 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, c. 26, sy 77, ss. 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 (01 Mayıs 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, c. 26, sy 77, Mayıs 2024, ss. 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. 01 Mayıs 2024;26(77):307-15. doi:10.21205/deufmd.2024267715

Cited By

Bu dergi, Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı (CC BY-NC 4.0) altında lisanslanmıştır.

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTE1Nywibm9uY2UiOiJhZDRmNjNlNzdhOWYwOWQ4YTNjNGVmNGIxOTFlZWViNyJ9.4Dxgc9mc-p4Tyti8NTU5pxEfGUWeuJud1fPWxu2mUy8