Atık Taş Tozu Destekli Katalizörlerle Sodyum Borhidrür Hidrolizinden Hidrojen Üretimi: İyonik Sıvı Kaplama ile Kararlılığın Artırılması

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Güdümlü, 2026 - Devam Ediyor

Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
Destek Programı: BAP Güdümlü
Başlama Tarihi: Ekim 2026
Bitiş Tarihi: Devam ediyor

Proje Özeti

Hidrojen, temiz ve sürdürülebilir bir enerji taşıyıcısı olmakla birlikte güvenli üretimi ve depolanması önemli bir sorundur. Sodyum borhidrür (NaBH4), kontrollü hidroliziyle pratik bir hidrojen kaynağı sunar; ancak yeterli hızda hidrojen üretimi için etkin bir katalizöre ihtiyaç duyulur. Bu katalizörlerde sıklıkla kullanılan ticari destekler (aktif karbon, alumina vb.) maliyeti artırmaktadır. Yürütücünün devam eden öncelikli alan BAP projesinde, taş kırma tesislerinde açığa çıkan bir atık olan taş tozunun, NaBH4 hidrolizinde düşük maliyetli bir katalizör desteği olarak kullanılabildiği ve taş tozu destekli Co katalizörünün tekrarlanabilir katalitik aktivite gösterdiği ortaya konmuştur. Ancak hem aktivitenin sınırlı kalması hem de tekrar kullanımda hızlı aktivite kaybı (metal çözünmesi ve karbonat esaslı desteğin alkali bozunması), büyük ölçüde desteğin zayıf gözenek ve yüzey özelliklerinden (düşük yüzey alanı, baskın makro gözenekler) kaynaklanmaktadır. Ana bileşeni CaCO³ olan taş tozuna morfolojik özelliklerini iyileştirmek için, diğer atık desteklerde yaygın olan asidik aktivasyon uygulanamamaktadır; çünkü asit, karbonat yapısını çözerek desteği bozmaktadır. Bu nedenle yüzey iyileştirmesi için uygulanabilir iki strateji öne çıkmaktadır: kalsinasyon (termal işlem) optimizasyonu ve yüzey kaplama. Bu projede; (i) kalsinasyon koşulları optimize edilerek gözenek/yüzey özelliklerinin ve buna bağlı aktivitenin iyileştirilmesi, (ii) katalizör yüzeyinin hidrofobik iyonik sıvı (IL) ile kaplanması (SCILL yaklaşımı) yoluyla metal çözünmesinin azaltılarak kararlılığın artırılması hedeflenmektedir. Kapsamda; taş tozu ve referans aktif karbon destekli monometalik Ni ve Co katalizörlerinin hazırlanması, kapalı ve sıcaklık kontrollü bir sistemde performans ve kinetik ölçümü, IL kaplama ile kararlılık ve ICP analizleriyle metal çözünmesinin nicel incelenmesi yer almaktadır. Ayrıca sulu ortamda yüzey degradasyonu nedeniyle düşük aktivite gösteren ucuz Ni'nin IL koruması ile aktive edilmesi araştırılacaktır. Projenin özgün değeri; bir endüstriyel atığın katalitik malzemeye dönüştürülmesi ile hidrofobik IL kaplama (SCILL) yaklaşımının NaBH4 hidrolizinde yüzey iyileştirme ve kararlılık artırma amacıyla özgün biçimde uygulanmasıdır. Projeden, atık temelli, kararlı ve tekrar kullanılabilir, etkin bir hidrojen üretim katalizörünün geliştirilmesi beklenmektedir.