Hidrazin boran ile türevlerinin sentezi ve katalitik hidrojen üretimde kullanılabilirliği

Hidrojenin güvenilir ve etkin bir şekilde depolanması, hidrojen bazlı enerji altyapısının oluşturulması açısından önem arz etmektedir. Son zamanlarda hidrojen depolama malzemeleri alanında birçok çalışma yapılmaktadır. Geleceğin hidrojen depolama malzemesi olarak değerlendirilen bor bileşikleri ile ilgili en önemli uygulama sorunu, yakıt hücreleri için gerekli olan hidrojenin hızlı ve kontrollü bir şekilde üretimidir. Bor bazlı bileşiklerden hidrojen üretimi, katalitik ve katalitik olmayan dehidrojenasyon yöntemlerinden biri ile gerçekleştirilebilmektedir. Kimyasal hidrojen depolama malzemelerinden biri olan hidrazin boran (N2H4BH3) ve hidrazin bisboran (N2H4(BH3)2) sırasıyla kütlece %15,4 ve %16,8 hidrojen içeriğiyle önem arz etmektedir. Yapılan bu çalışmada, hidrazin boran ve hidrazin bisboranın katalitik (CuO, RuO2, TiO2, Ru/TiO2, Y2O3, ZnO ve AlCl3 katalizörleri) ve katalitik olmayan sentezi gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık, reaktif mol oranı, pH ve reaksiyon süresi parametrelerinin üretim verimi üzerine etkilerine yönelik yürütülen sentez deneyleri sonucunda, TiO2 katalizörü kullanılarak elde edilen hidrazin boranın verimi %95 ve hidrazin bisboranın verimi ise %90 olmuştur. Sentezlenen ürünlerin karakterizasyonu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-Işını Kırınımı (XRD), 11B Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi (11B NMR) ve 1H Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi (1H NMR) metotları ile yapılmıştır. Ayrıca, sentezlenen hidrazin boran ve hidrazin bisboranın katalitik dehidrojenasyonu ile hidrojen üretimi gerçekleştirilmiştir. Katalitik hidroliz için Rh-Ni/Zr-B ve Pd-Ni/B katalizörleri birlikte çöktürme yöntemiyle sentezlenerek karakteristik özellikleri (SEM, XPS ve XRD analizleri) ve katalitik aktiviteleri test edilmiştir. Hidrazin boran ve hidrazin bisboranın Rh-Ni/Zr-B katalizörü eşliğinde hidrolizi sonucu 60 °C'de birim mol başına sırasıyla yaklaşık 2,8 mol ve 4,5 mol gaz (H2+N2), Pd-Ni/B katalizörü ile ise 3,58 mol ve 5,4 mol gaz (H2+N2) üretimi gerçekleştirilmiştir