Bi Katkılamanın Al-B İkili Alaşımının Hidrojen Üretim Performansına Etkisinin İncelenmesi


Erol H.

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.38, no.3, pp.620-627, 2022 (Peer-Reviewed Journal)

Abstract

Fossil fuels, which are used as a common energy source in the world, are gradually depleting and the costs of these resources are increasing. This situation has made it necessary to obtain energy from alternative, clean, renewable and sustainable systems. As an alternative and clean energy source, hydrogen is accepted as the fuel of the future. At the same time, hydrogen is seen as a secondary energy source that fits the general characteristics of alternative energy sources such as having high energy density and usability in different forms and purposes. Aluminum metal or its alloy is used to develop sustainable energy systems in the production of hydrogen gas by hydrolysis. In this study, hydrogen production performance of Al-B binary and Al-B-Bi ternary alloys in alkaline solution at different temperatures was investigated. The casting processes of the alloys were carried out in an induction furnace under an argon atmosphere. The ratio of aluminum in the obtained binary and ternary alloys is around 99 wt.%. When the results obtained from the hydrolysis experiments of the ternary Al alloy are compared with the results of the binary Al-B alloy, very high hydrogen production rates were observed. While the maximum flow rate value was 1.65 ml/min for Al-B binary alloy at 40 oC, it increased to 135.75 ml/min for Al-B-Bi ternary alloy. While the gas evolution rate was 0.77 ml/mincm2 at 40 oC for the Al-B binary alloy, a very high increase was obtained for the Al-B-Bi ternary alloy to 63.58 ml/mincm2. 

Yaygın olarak kullanılmakta olan fosil yakıtların tükenmeye başlaması ve bu kaynaklardan elde edilen enerji maliyetlerindeki artışlar, enerjinin alternatif, temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir sistemlerden elde edilmesini zorunlu hale getirmiştir. Alternatif ve temiz enerji kaynağı olarak hidrojen, geleceğin yakıtı olarak kabul edilip farklı şekilde ve amaçlarda kullanılabilirliği, yüksek enerji yoğunluğu gibi alternatif enerji kaynaklarının genel özelliklerine uyan bir enerji kaynağı olarak görülmektedir. Alüminyum metali/alaşımı hidroliz yolu ile hidrojen gazı üretiminde sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilebilmesi için kullanılmaktadır. Bu çalışmada alkali çözeltide içerisinde Al-B ikili ve Al-B-Bi üçlü alaşımlarının farklı sıcaklıklarda hidrojen üretim performansı araştırılmıştır. Alaşımların döküm işlemleri argon atmosferi altında indüksiyon fırınında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ikili ve üçlü alaşımlardaki alüminyumun oranı ağ. %99 civarındadır. Bi katkılı üçlü Al alaşımına ait hidroliz deneylerinden elde edilen sonuçlar ikili Al-B alaşımının sonuçları ile kıyaslandığında çok yüksek bir hidrojen üretim hızına ulaşmıştır. Gaz salınım oranı Al-B ikili alaşımı için 40 oC’de 0.77 ml dk-1 cm-2 iken Al-B-Bi üçlü alaşımı için çok yüksek bir artış ile 63.58 ml dk-1 cm-2 değeri elde edilmiştir.