Orman endüstrisi kabuklarından aktif karbon eldesinin hidrojen depolama kapasitesinin belirlenmesi

Abstract

Dünya nüfusundaki artış, şehirleşmenin ve sanayileşmenin çoğalması ile teknolojik gelişmeler enerjiye olan talebi hızla arttırmaktadır. Enerjiye olan bu talep beraberinde enerjinin depolanabilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Enerjinin depolanabilmesi amacıyla çeşitli ürünler ile farklı yöntemler çalışılmaktadır. Bu çalışmada hidrojen depolamak amacıyla Kastamonu İli’nin çeşitli bölgelerinden iki farklı ağaç türü (çam ve kayın) ham madde olarak kullanılmıştır. Nitrik asit ve Lityum hidroksit aktivasyon ajanları olarak kullanılmış ve farklı sıcaklıklarda aktif karbon elde edilerek yüzey alanları karşılaştırılmıştır. En çok yüzey alanına sahip türler arasında hidrojen depolama kapasiteleri kıyaslanmıştır. Çam ağacı kabukları ve kayın ağacı kabukları HNO₃ ve LiOH ile aktive edilerek kimyasal aktivasyon gerçekleştirilmiştir. Üretilen aktif karbonlar, fourier transform infrared-attenuated total reflectance spektroskopisi (FTIR-ATR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) kullanılarak karakterize edilmiştir. SEM ölçümlerinden laboratuvar ortamında üretilen aktif karbonların gözenekli bir yapıda oldukları, BET ölçümlerinden aktif karbonların farklı konsantrasyonlarla yüzey alanının fazlalaştığı ve FTIR-ATR ölçümlerinden de üretilen aktif karbonların karbon atomlarının bir araya gelmesi ile bir bütün oluşturdukları gözlemlenmiştir. Üretilen aktif karbon örneklerinin hidrojen depolama kapasiteleri 77 K ve 298 K ‘da Hiden marka IMI PSI cihazı ile tayin edilmiştir. Ölçümler neticesinde kriyonejik sıcaklıklarda aktif karbonların hidrojen depolama kapasitelerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. LiOH ile üretilen aktif karbonların her iki ağaç kabuğu türünde HNO₃ ile üretilen aktif karbonlardan daha yüksek hidrojen depolama kapasitesine sahip oldukları bulunmuştur.