Hydrogen production via steam reforming of glycerol

Günümüzde sınırlı kaynakları, artan fiyatları, insan ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle fosil yakıtların yerini alacak alternatif enerji kaynakları konusunda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Hidrojen enerjisi, temiz ve yenilenebilir bir enerji taşıyıcısı olarak bu sorunları en aza indirmek için bir çözüm sunar. Hidrojenin en nemli uygulamalarından biri yakıt hücresinden türetilmiş araçlarda kullanılmasıdır. Ancak, taşımacılık sektöründe hidrojenin uygulanması, depolama güçlüğü ve dağıtımındaki altyapı eksikliği nedeniyle sınırlıdır. Yerleşik hidrojen üretimi, özellikle yenilenebilir kaynaklardan üretilen hidrojenin depolanmadan doğrudan yakıt hücresine beslenmesini sağlayarak bu sınırlamaların üstesinden gelmek için harika bir çözümdür. Biyo-gliserol, buharla dönüştürme işlemi yoluyla hidrojen üretiminde kullanımı ekonomik olarak uygun ve çevre dostu olduğundan dolayı biyokütleden türetilmiş en çekici oksijenli bileşiklerden biridir. Ek olarak, bir mol gliserol teorik olarak 7 mol hidrojen gazı üretir. Biyo-gliserol, bitkisel yağların veya hayvansal yağların transesterifikasyonuyla üretilen biyodizel sentezinin ağırlıkça %10'u olarak bir yan ürün olarak üretilir, bu da onun büyük bir yenilenebilir malzeme tedariğinde düşük maliyetli hammadde olarak kullanılmasını sağlar. Genellikle, metal yüklü mezogözenekli destekler, gliserolün buharlı reformlanmasında daha yüksek hidrojen verimi elde etmek için kullanılır. Bu çalışmada, silika aerojel ilk kez gliserolün buharlı reformlanmasında katalizör desteği olarak kullanılmıştır. Silika aerojeli aktif hale getirmek için, silika aerojel üzerine ıslak emdirme veya eş zamanlı çöktürme yöntemleri ile çeşitli tiplerde ve miktarlarda metal öncüleri yüklenmiştir. Karakterizasyon sonuçlarına göre, tüm katalizörler mezogözeneklidir ve Lewis baskın asit bölgeleri ile kristal formlardadır. Katalizörlerin aktiviteleri, sabit bir katalizör ağırlığının mevcudiyetinde, atmosferik basınçta, sabit taşıyıcı gaz akış hızında ve çeşitli reaksiyon parametrelerinde geleneksel sabit yataklı kuvars reaktörde test edilmiştir. Deney sonuçlarına göre, su/gliserol molar oranındaki artış, H2 veriminde bir artış sağlamıştır, ayrıca H2 verimi denge eğrisi ile tutarlı olarak, artan sıcaklıklarda önce artıp sonra hafifçe azalmıştır. Ek olarak, metal miktarındaki artış H2 verimini artırırken, katalizör sentez yöntemi ve yüklenen metal türleri çeşitli şekillerde H2 verimini etkilemiştir. Özellikle Ni-Ru içeren ikili metalik katalizörler, reaksiyonda kullanılan katalizörler arasında daha fazla aktivite göstermiştir. Deneyler sonucunda en yüksek aktivite 550oC, atmosferik basınç, su-gliserol besleme akış hızı 0,9 ml/saat ve 30 ml/dk Ar akış hızı ile W/G molar oranı 9 iken 0,15 g katalizör varlığında elde edilmiştir. Bu koşullar altında en yüksek H2 verimi, 10Ni-2Ru/SA katalizörü varlığında 0,06 gc/gcath-1 kok birikmesi ile %84,5 olarak elde edilmiştir.