CNT destekli Cu, Nb ve Fe bazlı katalizörlerin NaBH4 metanolizinden hidrojen üretimi için geliştirilmesi

Bu çalışmada, sodyum borhidrür (NaBH4) indirgeme yöntemi kullanılarak karbon nanotüp (CNT) destekli Cu, Bi, Nb, Fe, CuBi, CuFe ve NbBi katalizörü farklı atomik oranda sentezlendi. Sentezlenen katalizörlerin NaBH4 metanolizi ile hidrürde depolanan hidrojeni geri kazanımı için katalitik performansları incelenmiştir. Katalizörlerin karakterizasyonu için XRD, SEM-EDX ve haritalama, XPS, TPR ve TPD analiz teknikleri kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan katalizörlerin hidrojen üretim hızları incelenmiş ve en yüksek hidrojen üretim hızına sahip her bir katalizör için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. NaBH4 miktarı, metanol miktarı, katalizör miktarı ve farklı sıcaklıklar için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. 30 °C reaksiyon sıcaklığında, hidrojen üretim hızlarının %3 Nb/CNT için 7616,28 mL/gkat.dk, %3 Fe/CNT için 8900,04 mL/gkat.dk, %3 Bi/CNT için 7158,96 mL/gkat.dk, %3 Cu/CNT için 7246,08 mL/gkat.dk, %3 CuFe(50:50)/CNT için 8954,16 mL/gkat.dk, %3 NbBi(50:50)/CNT için 8826,6 mL/gkat.dk ve %3 CuBi(80:20)/CNT için 9716,28 mL/gkat.dk olduğu bulunmuştur. Kinetik araştırmalar sonucunda, Arrhenius denklemi kullanılarak %3 CuBi(80:20)/CNT, %3CuFe(50:50)/CNT, %3NbBi(50:50)/CNT ve %3Fe/CNT katalizörleri için metanoliz sürecinin aktivasyon enerjileri sırasıyla 34,72 kJ/mol, 14,85 kJ/mol, 17,897 kJ/mol ve 14,166 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.