Sodyum bor hidrürden hidrojen üretiminde kullanılmak üzere destekli metalik katalizör hazırlanması

Rüzgar, güneş, hidroelektrik enerji vb. yenilenebilir enerji kaynakları arasında hidrojen en önemli enerji kaynağıdır. Fosil yakıtlar, doğalgaz, kimyasal hidrürler gibi farklı kaynaklar kullanılarak hidrojen üretimi yapılabilir. Kimyasal hidrürler içerisinde, yüksek hidrojen kapasitesi, yanmazlığı, patlayıcı olmaması ve kontrollü hidrojen salınımı nedeniyle borhidrürler diğer kimyasal hidrürlere göre daha fazla tercih edilmektedir. Katalizörün yüksek fiyatı ve maliyeti borhidrür bileşiklerinin kullanımını sınırlayıcı parametrelerdir. Literatürde, sodyum borhidrürden hidrojen üretimi için farklı malzemeler kullanılarak katalizör hazırlanmasına yönelik birçok çalışma bulunmaktadır. Bununla birlikte, biyobazlı malzemelerden yeşil sentez yoluyla katalizörlerin hazırlanmasına yönelik sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu çalışmada yeşil sentez ile hazırlanan katalizör alkali NaBH4 çözeltisinden hidrojen üretimi ve ayrıca, sulu çözeltiden metilen mavisinin fotokatalitik indirgenmesi için kullanılmıştır. Nikel oksit nanopartikülleri (NiO-NP), Lupinus Albus özütü kullanılarak yeşil sentez ile sentezlenmiştir. Sentezlenen NiO-NP, SEM, EDX, TEM, XRD, XRF, BET, FTIR ve UV analizleri ile karakterize edilmiştir. NiO-NP katalizörünün partikül boyutunun 5-20 nm aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Sulu ortamdaki metilen mavisi, NiO-NP katalizörü tarafından 8 dk.'da %97 oranında giderilmiştir. Fotokatalitik reaksiyon kinetiği birinci dereceden model ile incelenmiş ve reaksiyon hızı sabiti 0,66 s-1 olarak hesaplanmıştır. Hidrojen üretim hızı (HGR), 1,5 g NiO-NP katalizörü, %2,5 NaBH4, %6 NaOH ve 30 oC'de 34,6 mL gkat-1 dk-1 olarak hesaplanmıştır. NaBH4 hidroliz reaksiyonunun aktivasyon enerjisi ve reaksiyon hız sabiti sırasıyla 45,88 kJ mol-1 ve 0,38 s-1 olarak bulunmuştur.