Biyokütle pirolizinden karbon temelli malzeme üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Artan enerji ve yakıt ihtiyacının neden olduğu karbon bazlı emisyonlar iklim değişikliğine yol açan küresel ısınmaya neden omaktadır, Bu durum fosil yakıtlarının kısıtlandırılmasına ve yenilenebilir ve verimli alternatif enerji ve malzeme kaynaklarına daha çok önem verilmesi ile neticelenmektedir. Biyokütle hem enerji hem de malzeme kaynağı olarak fosil kaynaklara en çok benzeyendir ve bu özelliği nedeni ile diğer sadece yenilenebilir enerji kaynaklarından ayrışmaktadır. Biyokütle, biyotik malzemelerden abiyotik değişkenler ile elde edilen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Piroliz işlemi biyokütleden değerli ürün ve enerji elde etmenin başlıca yöntemidir. Havasız veya inert ortamlarda yüksek sıcaklık altında biyokütlenin göreceli düşük molekül ağırlıklı bileşiklere parçalanma işleminin adıdır piroliz. Elde edilen ürünler kömür benzeri biyochar, petrol eşdeğeri tar ve hidronjence zengin gaz olarak bilinir. Alternatif bir kaynak olarak biyokütle dünyada bol miktarda bulunmakta ve verimli bir şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada biyokütle olarak palmiyegillerden hurma ağacı kılıfı ve yumrulu bitkilerden sarımsak kabuğu kullanılmıştır. Hurma kılıfı Irak Kut'tan, sarımsak kabuğu Türkiye'den Kastamonu'dan getirilmiş ve öğütülerek toz haline getirilmiştir. Her çalışmada piroliz yoluyla biyo-kömür elde etmek için 2.0 g hurma kılıfı ve sarımsak kabuğu örnekleri, önceden ısıtılmış fırına dikey konumda yerleştirilmiş boru şeklindeki reaktörde gerçekleştirildi. Piroliz işlemleri üç ayrı sıcaklıkta gerçekleştirildi (350, 450 ve 550 oC). Reaktörün içnde kalan katı ürünler toplandı ve karakterizasyon işlemi yalnız bu malzeme üzerinde gerçekleştirildi. v Katı ürünün morfolojik ve yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskopu ve X-ışığı kırınımı ile belirlendi. Kimyasal fonksiyonel gruplar FTIR spektroskopisi ile araştırıldı. Mekanik karakterizasyon, Vickers sertlik testi ile gerçekleştirilmiştir. Termal karakterizasyon, termogravimetrik analiz ve diferansiyel tarama kalorimetrisi ile gerçekleştiridi.