Production of Hydrogen From Sodium Boron Hydride Using Oxalic Acid and Boric Acid-Based Polymeric Particles

Abstract

Bu tez çalıĢmasında, oksalik asit ve borik asit temelli polimerik partiküller kullanılarak sodyum bor hidrürün (NaBH4) hidroliziyle hidrojen üretimi amaçlandı. Partikül sentezinde kolayca polimerleĢebilen oksalik asit ve borik asit monomer olarak seçildi. Çapraz bağlayıcı ajan olarak N, N metilen bis akrilamit (MBA), baĢlatıcı bileĢiği amonyum per sülfat (APS) ve hızlandırıcı bileĢik olan N, N, Nı, Nı-tetrametiletilendiamin (TEMED) kullanılarak oksalik asit ve borik asit temelli hopolimerik partiküller redoks polimerizasyon tekniği ile sentezlendi. Sentezlenen polimerik partiküllerin yapısal karakterizasyonları Fourier DönüĢümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Taramalı Elektron Misroskobu (SEM) cihazları kullanılarak yapıldı. Ġkinci aĢamada ise sentezlenen poli(Oksalik asit) (p(Oksalik asit)) ve poli(Borik asit) (p(Borik asit)) partikülleri kullanarak sodyum bor hidrürün (NaBH4) hidroliziyle hidrojen gazı (H2) üretim deneyleri gerçekleĢtirildi. Hidrojen gazı üretim deneylerinde farklı ortam sıcaklığı, farklı polimerik partikül miktarı, polimerik partikül türü ve NaBH4 konsantrasyonu gibi parametrelerin etkisi incelendi. Bu çalıĢmada hidrojen gazı üretim hızının sıcaklıkla, farklı polimerik partikül miktarıyla, NaBH4 konsantrasyonuyla doğru orantılı olarak değiĢtiği ve polimerik partikül türünün de hidrojen üretim hızına etki ettiği sonucuna ulaĢıldı. p(Oksalik asit) partikülünün p(Borik asit) partikülüne göre kısa sürede aynı miktardaki H2 gazını üretebildiği tespit edildi. Sentezlenen p(Oksalik asit) ve p(Borik asit) partiküllerinin H2 gazı üretimi için uygun birer katalizör olduğu, gerçekleĢtirilen hidroliz deneyleri ile belirlendi.

This thesis aimed to produce hydrogen gas (H2) by hydrolysis of sodium borohydride (NaBH4) using polymeric particles based on oxalic acid and boric acid. Oxalic acid and boric acid, which can easily polymerize in particle synthesis, were chosen as monomers. Oxalic acid and boric acid-based hopolymeric particles were synthesized by the redox polymerization technique by using N, N methylene bis acrylamide (MBA) as a crosslinking agent, ammonium persulfate (APS) as initiator, and accelerator compound N, N, N, N-tetramethylethylenediamine (TEMED). Structural characterizations of the synthesized particles were performed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Scanning Electron Microscope (SEM) instruments. In the second stage, H2 gas production experiments were carried out by hydrolysis of sodium borohydride (NaBH4) using synthesized p(Oxalic acid) and p(Boric acid) particles. The effects of parameters such as ambient temperature, polymeric particle amount, polymeric particle type, and NaBH4 concentration in hydrogen gas production experiments were investigated. In this study, it was concluded that the H2 gas production rate changes in direct proportion to the temperature, the amount of different particles, and the NaBH4 concentration, and the polymer type also affects the hydrogen production rate. It was determined that the p(Oxalic acid) particle could produce the same amount of H2 gas in a short time compared to the p(Boric acid) particle. It was determined by hydrolysis experiments that the synthesized p(Oxalic acid) and p(Boric acid) particles were suitable catalysts for H2 gas production.