Mikro/mini kanalda metanol buhar reformasyon prosesi ile hidrojen üretiminin yapay sinir ağları ile modellenmesi ve kontrolü

Gelişen dünya ile birlikte gerek fabrikalar gerekse ulaşımda enerji olarak kullanılan fosil yakıtların doğaya olan zararları bilinmektedir. Ayrıca bu yakıtların bir gün tükeneceği de bilinmektedir. Bu yüzden artık günümüzde şimdiye kadar kullanılan fosil yakıtların yerini alabilecek alternatif kaynaklara yönelinmiştir. Hidrojen alternatif enerji arayışı için oldukça iyi bir seçimdir. Diğer hidrokarbon yakıtlara kıyasla büyük miktarlarda hava kirletici emisyonu ortaya çıkarma gibi bir dezavantajı yoktur. Herhangi bir yakıta göre birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir. Hem yenilenebilir hem de yenilenemeyen kaynaklardan çeşitli başlangıç kaynakları kullanılarak birçok farklı işlem yolundan üretilebilmesi ne kadar iyi bir alternatif enerji kaynağı olduğunu göstermektedir. Hidrojenin üretimi için çeşitli yöntem bulunmaktadır. Metanol buhar reformasyon yöntemi gerek düşük sıcaklıklarda üretime olanak sağlaması gerek hammadde açısından kolaylık sağlaması hidrojen üretimi için kullanılabilecek yöntemlerin başında gelmesini sağlar. Bu çalışmada hidrojen üretimi, elektro aşındırma yöntemiyle imal edilmiş mikroreaktörlerde gerçekleşmiştir. Elektro aşındırma yöntemi ile mikrokanal eldesi için voltaj, elektrotlar arası mesafe, işlem süresi, elektrolit derişimi gibi parametreler kullanılarak bir seri deney yapılmış, kanal genişliği ve derinliği baz alınarak sonuçlar elde edilmiştir. Daha sonra bu sonuçlar yapay sinir ağlarıyla modellenmiştir. Bu kısımda elde edilen tecrübeler nihai reaktör üretimi için kullanılmış ve 10 cm uzunluğunda 51 adet paralel kanaldan oluşan farklı hacimlerde iki adet mikroreaktör imal edilmiştir. Hidrojen üretimde kullanılacak katalizör için farklı geleneksel yöntemler olmasına rağmen birçok avantajından dolayı sprey piroliz yöntemi seçilmiştir. Bu yöntem, mikroreaktörlerin katalizör ile kaplanması düşünüldüğünde oldukça etkili ve yeni bir yöntemdir. Yönteme karar verdikten sonra sprey piroliz için sistem tasarlanmış ve kurulmuştur. Bu yöntem sayesinde katalizörler önce sentez ile oluşturulup toplanmış, sonrasında ise direkt reaktörün nano katalizörle kaplanması tek bir adımda gerçekleştirilmiştir. Sprey piroliz ile sentez ve kaplamanın tek bir adımda gerçekleşmesi zaman tasarrufunun yanında kaplama kalitesi açısından da avantaj sağlamıştır. Tezin son aşamasında katalizör kaplaması yapılmış mikroreaktörde deneyleri yürütmek adına metanol buhar reformasyon sistemi kurulmuştur. Hidrojen üretiminde ise metanol buhar reformasyon yöntemi kullanılarak farklı buhar karbon oranlarında, farklı reaktör sıcaklıklarında, farklı besleme hızlarında ve iki farklı hacme sahip reaktörlerde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar üzerine parametre etkileri yorumlanmıştır.