Sodyum borohidrit destekli otonom ve taşınabilir hidrojen jeneratör sistemi tasarımı ve prototip uygulaması

Bu deneysel tezde, daha hafif ve verimli hidrojen gazı üretimi sağlamak için sodyum borhidrür ile çalışan bir hidrojen jeneratörü tasarlamak ve prototiplemek amaçlanmıştır. Bu amaçla hem kompakt yapıya sahip hem de otonom kontrole sahip bir prototip üretilmiş olup, literatürde bulunan hidrojen jeneratörlerinden farklı olarak katı sodyum borhidrür dozajlama mantığı ile çalışmaktadır. Ayrıca hidrojen üretimi için sodyum borhidrürün hidroliz reaksiyonunda kullanılan yüksek verimli pahalı asal metal katalizörler yerine ucuz, verimli ve çevre dostu alternatif bir katalizör çözümü aranmaktadır. Bu katalizör alternatifini sentezlemek için yüksek metal içerikli bir cüruf yan ürünü kullanılır. Cüruf kullanılarak sentezlenen katalizörler; Performans testleri, bileşen oranları, katalizör konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı gibi bir dizi farklı parametre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Literatürdeki Co-B katalizör çalışmaları dikkate alındığında hidrojen üretim hızının 5 ile 10 kat arasında arttığı gözlemlenmiştir. En iyi performanslar, 25 dakikada yaklaşık 65 L/dk. katalizör hidrojen üretim oranları ile 50 °C'de ön ısıtma ile %40 ve %50 Co-B ile desteklenmiş asitle muamele edilmiş BFS katalizör numuneleri ile gösterildi. Adunio Uno tarafından kontrol edilen prototip, 4 farklı bölmeden oluşuyor, su ve katalizör karışımı, su pompaları ve nozullar ile katı sodyum borhidrür üzerine damlatıldı. Böylece yakıt israfı %15 oranında azaltılır; bu, tek bir yakıt odası yerine birden fazla yakıt odası kullanılarak elde edilir. Ayrıca cüruf kullanımı ile katalizör maliyetleri %25 ve %35 oranında azalmaktadır. Katalizör numunelerinin test sonuçları, optimum sıvı enjeksiyon miktarı ve optimum karışım yüzdeleri ile karşılaştırılmış ve tartışılmıştır. Prototipin deneyleri 2 g NaBH4 ve 20 ml distile su kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Prototip, nispeten sabit isteğe bağlı hidrojen akış hızları (yaklaşık 17,5 L/dk) gösterdi ve toplam akış 20 dakika boyunca 343.46 L'dir. Sonuç olarak; Prototipin sızdırmazlık ve performans testleri, 1 saatlik çalışma sürelerinde farklı katalizör numuneleri kullanılarak araştırılmış ve sonuçlar derinlemesine incelenmiştir. Bu 4 parçalı otonom jeneratörün ortalama akış hızı, 1 saat boyunca yaklaşık 3.00 L/dk.gkatalizördür. Çalışma döngüsünde, zaman zaman üretilen hidrojen miktarında yumuşak dalgalanmalar gözlemlenmiştir.