Çan Linyitinden Elektroliz Yöntemi ile Hidrojen Üretiminde Çeşitli Parametrelerin Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 7 Sayı: 4, 957 - 968, 24.12.2019

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

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

Cited By: 3

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 H₂SO₄ kullanılarak
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

Kaynakça

• 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).