Hidrojen geleceğin çevresel açıdan tercih edilen temiz yakıtı olarak kabul
edilmektedir. Yüksek gravimetrik ve hacimsel hidrojen depolama kapasitesine sahip sodyum
borhidrür en umut verici kimyasal hidrürler arasında yer almaktadır. Ancak bu kimyasaldan
hızlı bir şekilde hidrojen üretimi için katalizöre ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda
çalışmada, sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretiminde kullanılmak üzere
bentonit ve zeolit destekli kobalt borür katalizörleri sentezlendi. Katalizör yapısına kobalta
ilave olarak eklenen çeşitli metallerin (Cr, Cu, Mo, Sn, W, Zn, Zr) katalitik aktiviteye etkileri
incelendi. Katalizörün hazırlanması sırasında çözücü olarak su veya etanol kullanılmasının
katalitik özelliklere etkisi araştırıldı. Ayrıca destekli katalizörlerin yapısal ve karakteristik
özelliklerinin aydınlatılması için XRD, XRF, BET, SEM-EDS, FTIR, ICP-MS ve XPS
analizleri yapıldı. Çözücü olarak su ile hazırlanan katalizörlerin XRD analizinde amorf
yapısından dolayı CoB için belirgin bir pik gözlenmezken, etanol kullanılarak hazırlanan
katalizörlerde karakteristik pikler gözlendi. Sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen
üretimi üzerine destek malzemesi türü, metal türü ve oranı, çözücü türü, katalizör miktarı,
NaOH ve NaBH4 derişimi, sıcaklık ve zaman parametrelerinin etkileri incelendi. Hazırlanan
katalizörler üzerinde yürüyen tepkimelerin kinetiği aydınlatıldı ve aktivasyon enerjileri
hesaplandı. Ayrıca katalizörlerin tekrar kullanılabilirlikleri araştırıldı. Kütlece %5 NaBH4
ve %5 NaOH ile 50 °C’de gerçekleştirilen deneylerde CoB/Bentonit ve CoB/Zeolit
katalizörleri için hidrojen üretim hızlarının sırasıyla 576,54 ve 1732,02 mL/dk.gkat olduğu
bulundu. Bu katalizörler için aktivasyon enerjileri sırasıyla 55,62 ve 44,98 kJ/mol olarak
hesaplandı. Çözücü olarak etanol ile hazırlanan CoB/Zeolit-E katalizörü için hidrojen üretim
hızı ve aktivasyon enerjisi sırasıyla 2400 mL/dk.gkat ve 54,85 kJ/mol olarak bulundu.
Etanolle hazırlanan zeolit destekli katalizöre düşük oranda metal katkısının katalizörün
aktivitesini artırdığı gözlendi. En yüksek hidrojen üretim hızı krom katkılı 1Cr9CoB/Zeolit-
E katalizörü üzerinde 4711,02 mL/dk.gkat olarak gerçekleşti. Bu katalizör için aktivasyon
enerjisinin 73,13 kJ/mol olduğu bulundu. CoB/Bentonit katalizörünün 4 döngü sonunda
katalitik aktivitesinin %95’ini, CoB/Zeolit katalizörünün ise 5 döngü sonunda katalitik
aktivitesinin %73’ünü koruduğu saptandı
borohydride with high gravimetric and volumetric hydrogen storage capacity is one
of the most promising chemical hydrides. However, to produce hydrogen from this chemical
rapidly, a catalyst is needed. In this study, bentonite and zeolite supported cobalt boride
catalysts were synthesized for using them in the production of hydrogen from the hydrolysis
of sodium borohydride. The effect of metal dopants on the catalytic activity was investigated
by adding various metals (such as Cr, Cu, Mo, Sn, W, Zn, Zr) to the catalyst structure. The
effects of using water or ethanol as solvents during the preparation of the catalysts were also
investigated. In addition, the prepared catalysts were characterized by XRD, XRF, BET,
SEM-EDS, FTIR, ICP-MS and XPS techniques. The XRD analysis showed that the catalysts
prepared with water did not show any significant peak for the CoB due to its amorphous
structure while some characteristic peaks were observed in the catalysts prepared with
ethanol. The effects of supporting material type, metal type and ratio, solvent type, catalyst
amount, NaOH and NaBH4 concentrations, temperature and time parameters on the
hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride were investigated. The
reaction kinetics was investigated and the activation energies were calculated. In addition,
the reusability of the catalysts was investigated. In the solution of 5 wt.% NaBH4 and 5 wt.%
NaOH at 50 °C, hydrogen generation rates for CoB/Bentonite and CoB/Zeolite catalysts
were found as 576.54 and 1732.02 mL/min.gcat, respectively. Activation energies for these
catalysts were calculated as 55.62 and 44.98 kJ/mol, respectively. For CoB/Zeolite-E
catalyst prepared with ethanol, hydrogen generation rate and activation energy were found
as 2400 mL/min.gcat and 54.85 kJ/mol, respectively. It was observed that a low amount of
metal addition to the zeolite supported catalyst prepared with ethanol increased the activity
of the catalyst. The highest hydrogen generation rate of 4711.02 mL/min.gcat was observed
when the chromium doped 1Cr9CoB/Zeolite-E catalyst was used. The activation energy for
this catalyst was found as 73.13 kJ/mol. It was determined that the CoB/Bentonite catalyst
retained 95% of its catalytic activity after 4 cycles and the CoB/Zeolite catalyst retained 73%
of its catalytic activity after 5 cycles
