Kimya Mühendisliği - Anadolu Üniversitesi
advertisement
PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ DENEYSEL TASARIM ESASLI KİMYASAL AKTİVASYON YÖNTEMİYLE AKTİF KARBON ÜRETİMİNİN OPTİMİZASYONU Aysen ÇANKAYA & Gizem Suzan DÖNER Danışman : Prof. Dr. Ersan PÜTÜN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada Euphorbia rigida bitkisinden kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon üretimine etki eden parametrelerin (aktivasyon sıcaklığı, aktivasyon süresi, doyurma oranı ve doyurma süresi) optimizasyonu araştırılmıştır. Optimum koşullar Yanıt Yüzey Metodu (Response Surface Methodology-RSM) kullanılarak belirlenmiştir. Yanıt yüzey metoduyla modelin oluşturulmasında ikinci dereceden polinomiyal denklemler kullanılmış, böylece çok çeşitli fonksiyonel formlar alınarak gerçek yanıt fonksiyonunun belirlenebilmesinde kolaylık sağlanıp katsayı değerleri karmaşık hesaplamalar olmadan en küçük kareler yöntemi kullanılarak tahmin edilebilmiş ve optimum nokta matematiksel olarak kolayca bulunmuştur. Optimum aktif karbon üretim koşularının belirlenmesi amacıyla modelin belirlediği 30 deney, 0,5-2,5 doyurma oranı, 12-60 saat doyurma süresi, 550-750 °C aktivasyon sıcaklığı, 15-75 aktivasyon süresi aralıklarında gerçekleştirilmiştir. Karbon verimi açısından optimum koşullar 0,5 doyurma oranı, 36 saat doyurma süresi, 650 °C aktivasyon sıcaklığı ve 45 dakika aktivasyon süresi olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak aktif karbon üretimini etkileyen deneysel parametrelerin belirlenmiştir. optimizasyonunda uygulanan yöntemin etkili olduğu PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ABSTRACT Master’s Thesis SYNTHESIS OF BIODIESEL FROM ALGAE OIL BY TRANSESTERIFICATION REACTION SERVED WITH BASIC CATALYST CLARA FRANCO MARTÍNEZ Anadolu University Graduate School of Sciences Chemical Engineering Program Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Nezihe AZCAN In this study, microwave assisted transesterification reaction of microalgae oil was carried out in the presence of NaOH and NaOCH3. Different reaction parameters (5-20 minutes, 1:6-1:10 oil:methanol molar ratio) at 65oC and 1%wt. NaOH were applied. Methyl ester content of biodiesel was determined as 92.78-98.70% and suitable conversion (96.82%) which is required by European standard of EN14214 was obtained at 65oC, 5 min reaction time, 1% (w/w) NaOH and 1:8 oil:methanol molar ratio. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BITTIM YAĞLI TOHUMU VE LİNYİTTEN PİROLİZ YÖNTEMİYLE SIVI ÜRÜN ELDESİ Ayşe Hilal ÖZKUL Ecem KAHRAMAN Pelin ARSLAN Danışman: Prof. Dr. Ö. Mete KOÇKAR Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Günümüzde enerji gereksinimi endüstrinin gelişmesiyle artmakta, bu da sınırlı olan birincil enerji kaynaklarının giderek azalmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, günümüzde bu kaynaklardan en ekonomik biçimde yararlanılmasının yanında, bu kaynakların yerini alabilecek, yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları da araştırılmaktadır. Bu doğrultuda, termokimyasal yöntemler arasında yer alan ve biyokütlenin oksijensiz ortamda ısıl bozunması olan pirolizin de önemi artmaktadır. Bu çalışmada, bıttım (Pistachio khinjuk) bitkisinin ve linyitin farklı karışım oranlarında ve farklı sıcaklıklarda pirolizi gerçekleştirilmiştir. Deneyler sabit yatak reaktörde ve yavaş piroliz koşullarında yürütülmüştür. Piroliz değişkenlerinden piroliz sıcaklığının ve karışım oranının sıvı ürün verimi üzerine etkisi belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda en yüksek sıvı ürün verimine %42,86 ile bıttımca %95 karışım oranında 550°C sıcaklıkta, 40°C/dk ısıtma hızında, 100 cm3/dk akış hızında ulaşılmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ATIK KIZARTMA YAĞINDAN BİYODİZEL ÜRETİMİNE KATALİZÖR ETKİSİNİN İNCELENMESİ Burak GÖZLEYİCİ Pınar SANYÜREK Danışman : Doç. Dr. Başak Burcu UZUN Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Dünya’da ve ülkemizde bitkisel ve hayvansal yağların kullanımının nüfusa paralel olarak artması, önemli çevresel etkilere neden olmaktadır. Atık yağların lavabolar, çöplere ve kanallara dökülmesi, ciddi şekilde toprak ve su kirliliğine neden olmaktadır. Bu nedenle, yüksek kaloriye sahip olan bitkisel ve hayvansal yağ atıklarının çevreye zarar vermeden geri kazanılması giderek önem kazanmaktadır. Ülkemizin petrol tüketiminin yaklaşık % 92’si ithal edilmektedir. Biyokütle kökenli en önemli dizel motoru alternatif yakıtı biyodizel bitkisel, hayvansal ve her türlü organik yağların bir katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkol ile reaksiyonu (transesterifikasyon) sonucunda üretilebilen petrol dizeline alternatif, petrol dizelinden pek çok özelliğiyle de daha üstün bir yakıttır. Bu nedenle, yapılan çalışmada kızartma için kullanılmış ayçiçek yağına alkali katalizör varlığında metanol kullanılarak, transesterifikasyon işlemi uygulanmış, çeşitli alkali katalizörler kullanılarak (KOH, NaOH, KOCH3), farklı sıcaklıklarda (35, 50 ve 65o C) biyodizel elde edilmiş ve kullanılan katalizör tipinin reaksiyon verimine ve yakıt özelliklerine etkileri araştırılmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ÇAM ATIKLARININ SULU ÇÖZELTİLERDEN Mn(II), Co(II) ve Cd(II) GİDERİMİNDE KULLANIMI Burcu ÖĞE Danışman : Yard. Doç. Dr. Zakir POYRAZ Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Günümüzde endüstriyel faaliyetler sonrasında açığa çıkan atıklar ve atık suların çoğu ağır metal içermektedir. Ağır metaller, yeraltı ve yerüstü sularına karışmaları ve canlılar üzerinde tehlike oluşturmalarıyla son yıllarda çalışılan en önemli konulardan biri haline gelmiştir. Sulu çözeltilerden ağır metal gideriminde fiziksel ve kimyasal olarak ayrılan yöntemlerin yanında bazı alternatif yöntemler de vardır ve bunlardan en çok uygulananı adsorpsiyon yöntemidir Bu çalışmada, sulu çözeltilerden Mn(II), Co(II) ve Cd(II) ağır metallerinin giderimi incelenmiş, aktif karbon yerine giderim işlemlerinde kullanılabilecek canlılığını yitirmiş çam ağacının orman ve endüstriyel atıklarından elde edilen çam iğnesi, çam talaşı ve kozalak biyokütleleri temin edilmiş, öğütülerek partikül boyutu olarak 0.112-0.224 mm boyutları seçilmiştir. pH, adsorban miktarı, çözelti derişimi, temas süresi ve sıcaklık gibi adsorpsiyonu etkileyen faktörler araştırılmıştır. Orman ve endüstri atığı olarak açığa çıkan çam iğnesi, çam talaşı ve kozalağın atık sulardan ağır metallerin giderilmesinde uygun, etkili ve çevre dostu birer adsorban olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ETANOL ÜRETİMİNDE ATIK ALKOLLÜ BİRALARIN BİYOKÜTLE KAYNAĞI OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ Burcu KARADUMAN , Özlem KUTLU Danışman : Doç. Dr. Funda ATEŞ Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada barlarda içildikten sonra bardakta kalan alkollü biralardan distilasyon yöntemiyle biyo-etanol üretilebilirliği araştırılmıştır. Biyokütle kaynakları; odun ve atıkları, tarımsal atıklar, kentsel katı atıklar, hayvansal atıklar, yiyecek endüstrisi atıkları, su bitkileri ve alglerden oluşmaktadır. Bu çalışmada yeni bir biyokütle kaynağı olarak ise barlarda masa üzerinde bardakta bırakılan biranın içilmeyen kısmı değerlendirilmiştir. Araştırmalarımıza göre 150 kişi masa üzerinde toplam yaklaşık 10 litre içilmemiş bira bırakmaktadır. Bira yaklaşık %5-6 alkol içerdiği için yaklaşık 500-600 cc etanol fermantasyon prosesi olmadan üretilebilir. Biradan elde edilen etanolün bir yakıt olarak değerlendirilebilmesi için alkollü biradan yüksek derişimde distillenmiş olması gerekmektedir. Bu amaçla bardaklarda tüketilmemiş biralar Eskişehir’deki barlar sokağında değişik mekanlardan temin edilmiş olup, biranın aynı marka olmasına dikkat edilmiştir. Bu çalışmada alkollü biranın distilasyon yöntemi anlatılmış, elde edilen ürün verimi hesaplanmış, elde edilen alkolün ise karakterizasyonu yapılarak saf etanolün değerleri ile karşılaraştırılarak yakıt olarak kullanılabilirliği tartışılmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ PROTON DEĞİŞİM MEMBRANLI YAKIT HÜCRELERİ İÇİN PBI-PAES KOPOLİMER MEMBRAN SENTEZİ Çiğdem GÖKOĞLU – Ebru ARINAN Danışman: Doç. Dr. Hasan Ferdi GERÇEL Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Artan nüfusla birlikte, enerji ihtiyacımızı karşılamaya yönelik çalışılan, yakıt hücrelerinin en çok araştırılan çeşidi proton değişim membran(PDM) yakıt hücreleridir. Yakıt hücrelerinin bileşenleri arasında en fazla araştırılan proton değişim membranlardır (PDM). PDM yakıt hücrelerinde kullanılan, verimliliği önemli ölçüde etkileyen membranların çeşitliliğinin az olması, pahalı olması ve belli sıcaklıklardan sonra verimliliğinin düşmesi önemli bir sorundur. Çalışmada bu sorunları karşılayacak membranın sentezlenmesi araştırılmıştır. Bu araştırma sonucunda kopolimerlerin sülfonlanma derecesinin 0-50% olacak şekilde iyon değiştirme kapasitelerinin 0’dan 1,40 meşdeğer/g arasında değişmesi ayrıca iletkenlik değerleri içinde en iyi oranın %10 sülfonlanma derecesinde 0,011 S/cm olarak görülmesi beklenmektedir. Bu şartlar altında elde edilecek kopolimerler viskoz, proton iletkenliği yüksek, termal ve kimyasal olarak kararlı membranlardır. Aynı zamanda farklı kopolimer ve polimer karışım membranlarının da iletkenlik, su alımı ve çekme kuvveti değerleri araştırılarak bu özellikler kapsamında PDM yakıt hücreleri için en uygun kopolimer yapısı belirlenmesi amaçlanmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ JEOPOLİMERLERİN ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ Ece GİRAY H. Semih KARAHAN Danışman : Prof. Dr. Ö. Mete KOÇKAR Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Tekstil ve boya gibi sektörlerinin atıkları olan boyarmaddeler büyük ölçüde çevre kirliliği yaratmaktadır. Bu maddelerin gideriminde sedimantasyon, elektrokimyasal yöntemler, filtrasyon, oksidasyon, elektrokoagülasyon gibi işlemler uygulanmaktadır. Adsorpsiyon, atıksulardan boyarmadde gideriminde kullanılan etkili bir yöntemdir. Adsorpsiyon sürecine sıcaklık, pH, adsorban miktarı, süre ve derişim gibi parametreler etki etmektedir. Bu çalışmada adsorpsiyon işlemi uygulanarak boyar maddelerin giderimi araştırılmıştır. Boyarmadde olarak 50 ppm derişiminde hazırlanmış metil mavisi çözeltisi kullanılmıştır. F-sınıfı uçucu kül kullanılarak farklı sıcaklık ve sürelerde elde edilmiş olan jeopolimer numuneleri adsorban olarak değerlendirilmiştir. Farklı süre ve sıcaklık koşullarının adsorpsiyon işlemine etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak jeopolimerin sulu çözeltilerden boyarmadde gideriminde ucuz, etkili ve çevre dostu alternatif bir kaynak olarak değerlendirilebileceği belirlenmiştir. PROJE FUARI 2012 ________________________________________________________ GLİSEROLDEN KRİTİKALTI SU KOŞULLARINDA METANOL ÜRETİMİ Erhan KAHRAMAN Danışman: Doç Dr. Nezihe AZCAN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Biyodizel üretiminde yan ürün olarak oluşan gliserolün kritikaltı su ortamında katalitik reaksiyonu sonucunda oluşan ürün karışımının büyük bir kısmını alkoller oluşturmaktadır. Bu karışımdaki alkollerden biri metanol olup biyodizel üretiminde hammadde olarak veya sanayide birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında gliserolün kritik altı su koşullarında ile reaksiyonu sonucu biyodizel hammaddesi olan metanolün eldesi gerçekleştirilmiştir. Yüksek sıcaklık-yüksek basınç reaktöründe gliserol:su oranı (a/a) (1:2-1:27), sıcaklık (300350oC), farklı destek maddesi ve yüklemelerdeki katalizörlerin (ağırlıkça %5 Co/TiO2-%10 Co/ZrO2) ürün değişimine etkisi araştırılmıştır. Ürün içindeki metanol varlığı analitik yöntemlere göre tespit edilmiş olup uygun reaksiyon koşulları 350oC, 1:6 (a:a) gliserol:su oranı, %1 (a/a) Co/TiO2 olduğu tespit edilmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ SELÜLOZ NANOWHİSKER ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU Esra AKKAYA Danışman : Yard. Doç. Dr. Hande ÇELEBİ Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Nano boyutta dolgu maddelerinin biyopolimer matrise ilavesiyle elde edilen biyopolimer esaslı nanokompozitler gelişmiş özellikleriyle hem araştırmacıların hem de plastik endüstrisinin son yıllarda oldukça ilgisini çekmektedir. Selüloz nanowhiskerlar, yenilenebilir olması, bol miktarda bulunması, iyi mekanik özelliklere ve yüksek yüzey alanına sahip olması nedeni ile nanokompozitlerde güçlendirici olarak kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, selüloz nanowhisker üretimi için mikrokristal selüloz kullanılmıştır. Mikrokristal selülozun sülfürik asit ile hidrolizi sonucu elde edilen süspansiyon, pH değeri 7 oluncaya dek santrifüj edilmiştir. Sıvı kısmı ayrıldıktan sonra, saf suyla yıkanan çökelti daha sonra filtrasyon ve sonikasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Bu yöntemle selüloz nanowhisker eldesi, farklı sıcaklıklarda tekrar edilerek fiziksel özelliklerdeki değişim incelenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BİYOKÜTLE HIZLI PİROLİZİ İLE SENTETİK YAKIT ÜRETİMİ Esra Tunçbilek, Gizem Özaslan, Sevim Şimşek Danışman : Doç. Dr. Özlem Onay Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Günümüzde biyokütle, uygulanan dönüşüm süreçlerine bağlı olmak üzere farklı şekillerde enerji kaynağı olarak değerlendirilmektedir. Biyokütleden enerji eldesinde son yıllarda yoğunlaşan çalışmalar, ısıl süreçleri içeren piroliz üzerinedir. Bu çalışmada bıttım tohumu ve atık lastik karışımlarının farklı koşullarda pirolizi gerçekleştirilmiş ve katalizör olarak Criterion 424 kullanılmıştır. Kütlece 100:0, 90:10, 50:50, 10:90, ,0:100, TDF/bıttım içeren karışımlar hazırlanmış, deneyler 550ºC sıcaklıkta, 350ºC/dak ısıtma hızında ve 100 cm3/dak akış hızındaki azot ortamında sabit yataklı borusal reaktörde, hızlı piroliz koşullarında gerçekleştirilmiştir. Deneylerde TDF/bıttım karışım oranlarının ve %5 katalizör varlığının ürün verimleri üzerine etkisi incelenmiştir. Çalışmada katalizörlü ve katalizörsüz ortamda elde edilen sıvı ürünlerin elementel analizi yapılmış ve GC-MS kromotogramları alınmıştır. En yüksek sıvı ürün verimi %5 katalizör varlığında ve %100 bıttım ile elde edilmiş ve sıvı ürünlerin petrol eşdeğeri olarak kullanılabileceği saptanmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ALKALİ ÖN İŞLEM UYGULANMIŞ FINDIK KABUĞUNUN ENZİMATİK HİDROLİZİ Eylül ÖZGÜN Danışman : Doç. Dr. Berrin BOZAN Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Temiz ve yenilenebilir enerji kaynağı olan biyoetanol biyoteknolojik yolla tarımsal atıklardan elde edilmektedir. Tarımsal atıklara ön işlem uygulanması ve enzimatik hidroliz ile fermente şekerler elde edebilmek bu işlemin en önemli basamaklarıdır. Bu çalışmada tarımsal atık olarak Dünya üretiminin büyük bir bölümünün ülkemizde gerçekleştiği fındık kabuğu kullanılmıştır. Fındık kabuğundan önce sodyum hidroksit ile lignin giderilmiş daha sonra farklı konsantrasyonlarda Celluclast 1.5L ® ticari enzimi kullanılarak selülozun şekerlere hidrolizi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, %1 enzim ile 50 0C’de hidroliz edilen hammaddeden 72 saat sonunda 26 mg/g kuru fındıkkabuğu fermente şeker elde edilmiştir. Enzim miktarı iki katı çıkarıldığında ise hidroliz edilen fermente şeker miktarı %52 artarak 39 mg/ g kuru fındıkkabuğu olarak bulunmuştur PROJE FUARI 2012 ______________________________________________________ YAĞLI TOHUM BITTIM BİTKİSİNDEN HIZLI PİROLİZ İLE SIVI ÜRÜN ELDE EDİLMESİ FIRAT ÜN Danışman: Prof. Dr. Ö. Mete Koçkar Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampüsü, 26555, Eskişehir Gelişen ve nüfusu hızla artan dünyada, artan gereksinimlere bağlı olarak, enerji sorunu sürekli olarak gündemde kalmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında, özellikle gelişmekte olan ülkeler için uygulama alanı geniş olan biyokütle, her yerde ve çabuk yetiştirilebilmesi, çevre korumasına katkısı, kimyasal madde üretimi ile önemli bir enerji kaynağını oluşturmaktadır. Biyokütlenin alternatif enerji kaynağı olarak değerlendirilme yöntemlerinden biri de ısıl süreçler içinde yer alan ve son yıllarda çalışmaların üzerinde yoğunlaştığı piroliz yöntemidir. Piroliz sonucunda elde edilen sıvı ürün ham petrole eşdeğer olması nedeniyle biyokütleye diğer kullanım alanlarının dışında bir üstünlük sağlamaktadır. Yapılan çalışmada, bıttım tohumlarının hızlı pirolizinde farklı piroliz sıcaklıklarının piroliz sonucunda oluşan sıvı ürün verimine etkisi incelenmiştir. 30oC/dk ısıtma hızında 400, 450, 500, 550, 600 ve 650oC sıcaklıklar denenmiştir. Azot akış hızı ve partikül boyutunun sabit tutulduğu deneylerde en yüksek sıvı ürün verimi 600oC’de elde edilmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ TEKSTİL ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ ALİMİNYUM ELEKTROT KULLANILARAK ELEKTROKOAGÜLASYONLA ARITIMI Gizem Tuğçe ÇİL Güner Selim KAÇAR Danışman : Yard.Doç.Dr. S. Eren ÖCAL Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Artan nüfus sonucuna bağlı olarak mevcut endüstri dalları kapasitelerini arttırmış ve böylelikle üretilen atıksu miktarı da artmıştır.Bu endüstri dallarından biri olan tekstil endüstrisindeki büyümeye bağlı olarak tekstil boyalarını içeren atıksu probleminin etkisi de büyüyecektir. Bu atıksuların arıtımı için daha az yer kaplayan, ekonomik, verimli, çamur miktarı az olan, daha az kimyasala gereksinim duyan sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle son yıllarda elektrokoagülasyon,çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Elektrokoagülasyon yöntemi atıksuda koagülant işlevi gören iyonları oluşturmak üzere elektrotların kullanıldığı bir prosestir.Basic Red 29 boyar maddesi kullanılarak hazırlanan model atıksu ile yapılan çalışmada,Al elektrotların kullanıldığı elektrokoagülasyon prosesi ile Basic Red 29 askıda katı madde bulanıklık giderim verimleri araştırılmıştır.Giderim için Al elektrotların paralel olarak bağlandığı EC reaktörü kullanılmıştır.Bulanıklık giderimi üzerine pH ve başlangıç derişimi optimizasyon parametreleri değiştirilerek bu parametrelerin arıtıma olan etkileri incelenmiştir.Giderimin yüksek ve enerji tüketiminin az olması için Na2SO4 gibi katkı maddeleri belirli oranlarda kullanılarak optimum verim sağlanmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ POLİMER ELEKTROLİT MEMBRAN YAKIT HÜCRESİ İÇİN ALTERNATİF MEMBRAN GELİŞTİRİLMESİ Gülin ADIGÜZEL Danışman : Prof. Dr. Süleyman KAYTAKOĞLU Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Yakıt hücresi, çevre için gerekli olan temiz, çevreye zarar vermeyen ve yüksek enerji dönüşüm teknolojisinin bulunduğu bir sistemdir. Proton değişim membran yakıt hücreleri düşük çalışma sıcaklığında yüksek verim elde edilmesi, sessiz çalışması ve saf suyun dışında herhangi bir atık ortaya çıkarmaması nedeniyle en çok ilgi çeken yakıt hücresi türüdür. Polimer elektrolit membran olarak da adlandırılan proton değişim membran yakıt hücresinde, membranın görevi anot ile katot arasında reaktantlar için bariyer oluşturmak ve anottan katoda doğru hidrojen iyonlarının taşınmasını sağlamaktır. Günümüzde yakıt hücresi sistemlerinde en çok kullanılan Nafion membranın yüksek maliyeti, düşük nem veya yüksek sıcaklıkta iletkenliğinin düşük olması ve yüksek metanol geçirgenliği gibi dezavantajları nedeniyle, Nafion yerine farklı polimerlerden oluşan membran sentezleri önem kazanmıştır. Bu çalışmada, proton değişim membran yakıt hücresinde kullanmak üzere poli(eter eter keton) (PEEK), membran arasından proton iletkenliğini arttırmak için polimer yapısına sülfonik grup eklemek adına sülfürik asitle reaksiyona sokulmuş ve sPEEK elektroliti elde edilmiştir. Aromatik PEEK‘ un sülfonasyonunun temel amacı, suyun varlığı proton iletkenliğine kolaylık sağladığı ve katı elektrolitin iletkenliğini arttırdığı için asitlik ve hidrofilikliği arttırmaktadır. Ancak PEEK’un çözücülere karşı davranışı sülfonasyon derecesi ile değişim göstermektedir. %70’ in üzerinde ki sülfonasyon derecelerinde PEEK, metanol içinde çözünür ve sıcak su içinde bozunur haldedir. O nedenle uygun derecede sülfonasyon işlemini gerçekleştirmek önemli hale gelir. Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda reaksiyon sıcaklığı sabit tutularak, farklı reaksiyon zamanıyla faklı derecelerde sülfonasyon derecesine sahip SPEEK polimerleri elde edilmiştir. Ayrıca aynı sıcaklık ve zamanda gerçekleştirilen reaksiyonlarda aynı sülfonasyon derecesi elde edilmiş ve önceki çalışmalarda karşılaşılan tekrarlanabilirlik sorunu ortadan kaldırılmıştır. Polimerlerin önemli karakteristik özelliklerinden olan iyon değişim kapasitesi ve sülfonasyon derecesi geri titrasyon metoduyla belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: PEMYH, SPEEK PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ZEYTİNYAĞININ MOLEKÜLER DİSTİLASYON İLE OLEİK ASİT METİL ESTERİNCE ZENGİNLEŞTİRİLMESİ Hülya POLAT Danışman: Doç. Dr. Nezihe AZCAN Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Zeytinyağının ana bileşeni oleik asit olup içerdiği diğer yağ asitleri ise linoleik, palmitik ve stearik asittir. Oleik asit sanayide oleik asit metil esteri formunda, tekstilde, ilaç sektöründe, sabun ve deterjan yapımında, plastik, deri, gıda ve kozmetik sektöründe farklı amaçlar için kullanılır. Zeytinyağı içinde bulunan diğer bir önemli yağ asidi olan palmitik asit metil esteri ise endüstride deterjanlar, reçineler, plastikleştiriciler, yağlayıcılar ve hayvan yemi imalatında kullanılır. Bu çalışmada yüksek saflıkta oleik asit ve palmitik asit elde edilmektedir. Bu kapsamda öncelikle zeytinyağının farklı katalizör oranlarında ve reaksiyon sürelerinde mikrodalgada transesterifikasyonu gerçekleştirilmiş olup, elde edilen yağ asidi metil esterleri farklı sıcaklıklarda moleküler distilasyon işlemine tabi tutulmuştur. Zeytinyağının mikrodalgada %2 katalizör oranında, 65oC’de ve 15 dakika transesterifikasyonu sonucunda %98,8 oranında metil ester dönüşümüne ulaşılmıştır. Elde edilen yağ asidi metil ester karışımının moleküler distilasyonu sonucunda 100oC de ve 1,3 mbar’da %89,87 oleik asit içeren ürün elde edilmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ NiO/ZrO2 KATALİZÖRÜ SENTEZİ İrem ULUTAŞ Danışman : Doç. Dr. Nezihe AZCAN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışma kapsamında, birlikte çöktürme ve ıslak emdirme yöntemleri kullanılarak NiO/ZrO2 heterojen katalizörünün sentezi gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık (50-70oC), pH (9-11), kurutma süresi (10dk-1440dk) ve kalsinasyon sıcaklığının (600-700oC) katalizör sentezine etkileri araştırılmış olup uygun koşullar X-ışını difraktometresi (XRD) sonuçlarına göre belirlenmiştir. Birlikte çöktürme yönteminde etanol ile gerçekleştirilen yıkama işleminde 60˚C sıcaklık, pH 9 ve çöktürme ajanı olarak amonyum hidroksit kullanılarak uygun koşullar elde edilmiştir. Suyun çözücü olarak kullanıldığı ıslak emdirme yönteminde uygun koşulun 60oC sentez sıcaklık olduğu belirlenmiş olup aseton ile oda sıcaklığında elde edilen sonuçlarla örtüştüğü belirlenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI YAKIT HÜCRESİ YIĞINI YAPIMI VE UYGULANMASI İsmail Hakkı SAYLAN Danışman : Yrd. Doç. Dr. Levent AKYALÇIN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Günümüzdeki araçlarda kullanılan fosil yakıtların dünya çapında rezervlerinin azalması ve çevreye verdiği zararlar göz önüne alınarak, otomotiv şirketlerince geleceğin araçları olarak üretilen elektrikli araçlar daha çevreci bir çözüm olarak sunulmaktadır. Bu yeni araçların pil gruplarının düşük güç yoğunluğuna sahip olmalarına bağlı olarak menzillerinin kısa oluşu en büyük dezavantajı olarak göze çarpmaktadır. Öte yandan, düşük sıcaklıkta ve yüksek güç yoğunluklarında çalışan polimer elektrolit membran yakıt hücrelerinin gerek yüksek güç yoğunluğuna sahip olması gerekse çevreye zarar vermeyen hidrojeni yakıt olarak kullanması nedeniyle gelecekte yaygınlaşacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada 1:10 boyutunda, 7.2 V’luk pil ile çalışan model bir araca on adet hücreden oluşan bir yakıt hücresi yığını yerleştirilmiş ve performansı ölçülmüştür. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BİYOKÜTLE PİROLİZ KATI ÜRÜNÜNÜN SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE GİDERİMİNDE DÜŞÜK MALİYETLİ ADSORBAN OLARAK KULLANIMI Melek TOSUN Danışman : Yard. Doç. Dr. Zakir POYRAZ Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada, yüksek organik karbon içeriğine sahip fındık kabuklarından piroliz yöntemi ile katı ürün elde edilmiş ve bu katı ürün kullanılarak sulu çözeltilerden boyar madde giderimi yapılmıştır. Piroliz işlemi, sabit yataklı reaktörde 10°C/dk ısıtma hızı, 100cm3/dk azot akış hızı ve 500°C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katı ürün ile sulu çözeltilerden metilen mavisi, rodamin-B ve metil oranj giderimi araştırılmıştır. Çalışmada boyar madde adsorpsiyonuna çözelti pH’ı, partikül boyutu ve adsorban miktarının etkisi incelenmiş, daha sonra kesikli adsorpsiyon deneyleri ile çözelti başlangıç derişimi, sıcaklık ve temas süresinin etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, fındık kabuğu pirolizinden elde edilen katı ürünün sulu çözeltilerden düşük derişimli boyar madde gideriminde ucuz ve çevre dostu bir adsorban olarak kullanılabileceği saptanmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ YENİLENEBİLİR ENERJİ ÜRETİMİNDE ALTERNATİF YÖNTEM: PİRİNANIN İZOTERMAL PİROLİZİ Melek Merve TÜRE, Esin ÖZTÜRK, Zekiye AKTAN Danışman : Yrd.Doç. Dr.Esin Apaydın VAROL Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Çevreyi kirletmeyen yenilenebilir enerji kaynakları arasında, özellikle gelişmekte olan ülkeler için, uygulama alanı en geniş olanı biyokütledir. Biyokütleye uygulanan ısıl dönüşüm süreçlerinden olan piroliz, katı, sıvı, gaz ürün vermesi nedeniyle en çok tercih edilen yöntemdir. Bu çalışmada, piroliz yöntemi ile biyokütle olarak seçilen pirina, ve farklı kimyasallar ile doyurulmuş pirinadan katı, sıvı, gaz ürün elde edilmiştir. Biyokütlelere 400, 500C ve 600 °C sıcaklıklarda, 200 cm3/dk akış hızında azot ortamında, serbest düşmeli reaktörde farklı bekleme sürelerinde izotermal piroliz uygulanmış, elde edilen sıvı ve katı ürün verimleri hesaplanmıştır. En yüksek sıvı ürün verimine (% 23,12) 500oC’de pirinanın pirolizi ile ulaşılmıştır. Isıl bozunma işlemi 1. dereceden tepkime olarak varsayılmış ve kinetik hesaplamaları yapılmıştır. Elde edilen sıvı ürünler FTIR, GC-MS; katı ürünler ise FT-IR, SEM ile karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre uygun koşullarda çalışıldığında piroliz yöntemi ile pirinadan yararlı ürünler elde edilebileceği belirlenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BİYOKÜTLE HIZLI PİROLİZİNİ ETKİLEYEN PARAMETRELERİN DENEY TASARIMI İLE OPTİMİZASYONU Meltem GÖKDEMİR & Züleyha SOFU Danışman : Prof. Dr. Ayşe Eren PÜTÜN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada biyokütle kaynağı olarak Euphorbia rigida kullanılarak sabit yataklı borusal reaktörde hızlı piroliz ile sıvı ürün verimi araştırılmıştır. Hızlı pirolizi etkileyen sıcaklık, azot akış hızı ve ısıtma hızı gibi parametrelerinin optimizasyonu için deney tasarımı yöntemlerinden Yanıt Yüzey Yöntemi (Response Surface Methodology) kullanılmıştır. Çalışmada 100-500 °C/dk ısıtma hızı, 100-300 mL/dk azot akış hızı, ve 300-700 °C piroliz sıcaklığı aralıkları kullanılarak ortalama parçacık boyutundaki Euphorbia rigida’nın hızlı pirolizi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile hızlı pirolizi etkileyen parametrelere bağlı olarak sıvı ürün verimini veren model türetilmiştir. Sıvı ürün veriminin en yüksek elde edildiği optimum koşullar 600 °C piroliz sıcaklığı, 100 mL/dak azot akış hızı ve 200 °C/dak ısıtma hızı olarak belirlenmiştir. Optimum koşullar kullanıldığında % 35,3 sıvı ürün verimi elde edilmiştir. Sonuç olarak pirolizi etkileyen proses parametrelerinin modellenmesinde kullanılan yöntemin uygun ve etkili olduğu belirlenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ TİTANYUM DESTEKLİ 12-TUNGSTOFOSFORİK ASİT SENTEZİ Mine KURUL Danışman : Yard. Doç. Dr. Elif ÖDEŞ AKBAY Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Heteropoli asit son dönemde en çok tercih edilen katalizörlerdendir, fakat sahip olduğu ortalama termal stabilite, düşük yüzey alanı, reaksiyona giren ürünlerden ayrılma güçlüğü sebebi ile tek başına kullanılmak yerine silika, titanyum, alüminyum ya da kil ile sentezlenerek daha verimli sonuçlar elde edilip, sahip olduğu dezavantajları minimuma indirilmeye çalışılmaktadır. sahip olduğu yüksek sıcaklıklara dayanma özelliği, yüzey alanı genişletip gözenek miktarını arttırması, 12-tungstofosforik asit ile uyumlu çalışması sebebi ile TiO2 destek maddesi olarak sentezde tercih edilmektedir. Yapılan bu çalışmada, 12-tungtofosforik asit TiO2 üzerine farklı kütlesel oranlarda yüklenerek elde edilen katalizörün özellikleri FTIR, XRD analizleri ile incelenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ AKTİF DOĞRUDAN METHANOL YAKIT HÜCRESİNİN OPTİMİZASYONU Neslihan Albayrak Danışman: Prof. Dr. Süleyman Kaytakoğlu Kimya Mühendisliği Bölümü Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren, elektrokimyasal bir cihaz olan yakıt hücresi, basit yapısı, yüksek verimi, güç yoğunluğunun yüksek oluşu, çevre dostu çalışma özellikleri gibi nedenlerle yeni enerji teknolojileri arasında, ön plana çıkmaktadır. Metanolün kolay depolanabilmesi ise Doğrudan Metanol Yakıt Hücresi (DMYH) kullanımını artırmaktadır. Bu hücre temelde, anot tarafı, katı polimer elektrolit ve katot tarafından oluşmaktadır. Anot tarafa yakıt olarak sulu metanol çözeltisi beslenirken katot tarafa oksitleyici olarak hava beslenmektedir. Pt-Ru/C ve Pt/C sırasıyla anot ve katoda kullanılan elektrokatalizörlerdir. Anotta Pt-Ru/C katalizörü kullanılmasının sebebi platinin ana sorunu olan CO zehirlenmesini engellemektir. DMYH’nin performansını (güç yoğunluğunu) artırmak için yakıt hücresinin kalbi olarak kabul edilen Membran Elektrolit Bileşkesinin (MEB) yapısal bileşenleri olan destek tabakası tipi, yüklenen katalizör miktarı ve polimer membran kalınlığı ile işletme parametresi olan sıcaklık optimize edilmesi gereken faktörlerdir. Bu lisans tez çalışmasında, yüksek güç yoğunluğu elde etmek için; katı polimer membran kalınlığı, katalizör yüklemesi ve metanol konsantrasyonu Taguchi deney tasarım yöntemiyle optimize edilmiştir. Her bir deneyde üretilen güç yoğunluğu; aynı deneydeki potansiyel ve akım yoğunluğu verileri kullanılarak hesaplanmıştır. En iyi sonucun elde edildiği deneyde; anot tarafında katalizör yüklemesi 4mgPt-Ru/cm2, katot tarafında katalizör yüklemesi 4mgPt/cm2, membran Nafion 117 ve metanol derişimi 3M olarak kullanılmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ PALADYUM İÇERİKLİ MCM-41 VE MCM-48 KATALİZÖRLERİ NESLİHAN HANAY SONGÜL YAŞAR Danışman : Yrd. Doç. Dr. Yeşim GÜÇBİLMEZ Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada %1-%5 aralığında paladyum yüklü MCM-41 ve MCM-48 türü katalizörler yaş emdirme metodu ile sentezlenmiş ve XRD, N2 adsorpsiyon/desorpsiyon ve SEM metotları ile karakterize edilmiştir. MCM-41 türü katalizörler için BET yüzey alanları 700 m2/g’ın toplam gözenek hacimleri de 0,6 cm3/g’ın üzerinde bulunmuştur. MCM-48 türü katalizörler için ise BET yüzey alanları 800 m2/g ve toplam gözenek hacimleri, 0,8 cm3/g’ın üzerinde bulunmuştur. Her iki grup katalizör için de XRD sonuçları MCM-41 ve MCM-48 yapısının çoğunlukla elde edildiği ancak ikinci kalsinasyon sıcaklığı düşük olduğu için istenilen PdO fazı yerine Pd metaline ait piklerin elde edildiği görülmüştür. Paladyum oksit fazının elde edilmesi için kasinasyon sıcaklığı 500oC‘ye çıkarılmıştır ve bu şekilde sentezlenen MCM-41 katalizörlerinin katmanlı yapıda olduğu, MCM-48 katalizörlerinin ise homojen küresel parçacık dağılımına sahip olduğu görülmüştür . PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ POLİVİNİLALKOL(PVA) TEMELLİ ANYONİK MEMBRAN SENTEZİ VE PERFORMANSININ ALKALİ-ALKOLİK YAKIT HÜCRESİNDE BELİRLENMESİ Osman ÇİMEN, Sefa MARANGOZ Danışman: Prof. Dr. Süleyman KAYTAKOĞLU Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Yakıt hücreleri, girdi yakıtın kimyasal enerjisini yüksek bir verimle elektrik ve ısı formunda kullanılabilir enerjiye çeviren cihazlardır. Bu çalışmada kestamit malzemeden 100mm x 100mm x 50mm boyutunda ve kare prizma şeklindeki üniversitemiz torna atölyesinde yaptırılan yakıt pili bloğu kullanılmıştır. Çalışma kapsamında yakıt hücrelerinin maliyetinin büyük bir kısmını oluşturan membran sentezi üzerinde durulmuştur. Polivinilalkol(PVA) Glutaraldehit(GA) eklenerek farklı kalınlıklarda ve matris üzerine bileşimlerde membran sentezlenmiş ve bu membranların alkali alkolik yakıt hücresindeki kullanılabilirliği test edilmiştir. Bu araştırmada elektrot olarak 5 cm2 aktif alanlı karbon kâğıt üzerine emdirilen platin ve platin-rutenyum katalizör kullanılmıştır. Anot için 3 mg Pt-Ru/cm2 ve katot için 3 mg Pt/cm2 katalizör yükleme yapılmıştır. Anot tarafında yakıt olarak 30 ml/dakika akış hızında C2H5OH-KOH çözeltisi ve katot tarafında oksidant olarak 100 ml/dakika akış hızında oksijen beslemesi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, bu çalışma kapsamında gerçekleştirilen polivinilalkol(PVA) temelli membranın alkali alkolik yakıt hücrelerinin ticarileşmesine katkı sağlayabileceği görülmüştür. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ATIKSULARDAN AĞIR METAL GİDERİMİ Osman ÇOKOL Haşim ÖZEN Danışman: Yard. Doç. Dr. S. Eren ÖCAL Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampüsü 26555, Eskişehir Günümüzde birçok endüstriden kaynaklanan atık suyun içerisindeki ağır metallerin direkt olarak çevreye deşarj edilmesi alıcı ortamda önemli bir kirliliğe neden olmaktadır. Bu ağır metaller çevreye ve canlılara zarar vermektedir. Bu çalışmada laboratuar koşullarında ağır metal içeren atıksuyu temsil eden sentetik olarak hazırlanan bakır çözeltisi kullanılarak elektrokoagülasyon yöntemi ile bakır giderimi hedeflenmiştir. Elektrokoagülasyon sürecinde demir elektrot kullanılmıştır. Sistemdeki demir oksidasyonu Fe(OH)2 ve Fe(OH)3 hidroksitlerini oluşturur. Fe(OH)n formları sulu ortamda jelatimsi süspansiyon olarak kalır ve böylece atıksudan kirleticiler koagülasyonu takip eden kompleksleşme ile ya da elektrostatik çekimle uzaklaştırılırlar. Giderimin yüksek ve enerji tüketiminin az olması için Na2SO4 vb. gibi katkı maddeleri belirli oranlarda kullanarak optimum verim sağlanır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ _ BİTKİSEL YAĞLARDAN POLYOL ÜRETİMİ Özge Topal, Batuhan Nar, Gürkan Türker Danışman: Prof. Dr. Süleyman Kaytakoğlu Kimya Mühendisliği Bölümü Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Gelişen endüsri içerisinde, poliüretanlar darbe dayanımları, çözücülere karşı göstermiş oldukları dirençler ve esnek olmaları nedeniyle biomedikal, kaplama, otomotiv, imşaat, tekstil gibi geniş uygulama alanlarında artarak kullanılmaktadırlar. Poliüretan üretiminin hammaddesi olan polyol, petrolden elde edilir. Bitkisel yağlardan polyol üretimi, petrolün artan fiyatı karşısında polyol üretim maliyetinin artması, petrol bazlı polyolün çevreye zarar vermesi, ve üretim aşamasında çok fazla enerji harcanması nedeniyle petrol kaynaklı polyol üretimine alternatif bir çalışma olmuştur. Bitkisel yağlardan polyol, epoksileme ve hidroksilleme olmak üzere iki aşamadan geçirilerek elde edilmektedir. Yapılan bu çalışmada hammadde olarak kullanılan pamuk yağından polyol elde edilmesinin ilk aşaması olan epoksileme reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Deneyler süresince reaksiyon süresi sabit tutulmuş, sıcaklık ve reaktif miktarları değişen parametreler olup, epoksilenme verimine etkisi incelenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ PEM YAKIT HÜCRELERİ İÇİN POLİBENZİMİDAZOL(PBI) MEMBRAN SENTEZİ Pelin GÖYMEN-Sevil APAYDIN Danışman : Doç. Dr. H.Ferdi GERÇEL Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışma kapsamında günümüzde ticari olarak kullanılan membranların çeşitliliğinin az ve fiyatlarının yüksek olmasından dolayı bu membranlara alternatif, ticari membranların özelliklerine yakın, yerli bir membran geliştirilmiştir. Son zamanlarda proton değişim membran (PDM) yakıt hücrelerinde kullanılan membranlar üzerine yapılan çalışmaların büyük bir kısmı yüksek sıcaklıkta, yüksek performans ve dayanıklılık gösterebilen alternatifler üzerine yoğunlaşmıştır. Bu alternatiflerden öne çıkanlardan bir tanesi de fosforik asit yüklü polibenzimidazollerdir. Bu çalışmada PEM yakıt hücreleri için fosforik asit yüklü polibenzimidazol membran geliştirilmiştir. Polibenzimidazol membranın oluşumu FTIR ile doğrulanmış ve TGA analizi yapılmıştır. Sentezlenen membranın kalınlığı ortalama 63 m olarak belirlenmiş ve membran Anadolu Üniversitesi Yakıt Hücresi Araştırma Laboratuvarında standart PEM yakıt hücresinde test edilmiştir. 80oC’de gözlemlenen güç çıkışı 0,3 mW/cm2’den 162,6 mW/cm2’ye ulaşmıştır. Dolayısıyla sentezlenen membranın PEM yakıt hücresinde kullanılabileceği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Polibenzimidazol, Polimer elektrolit membran, Fosforik asit, Yakıt hücresi PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ AKTİF KARBON ADSORBSİYONU İLE ATIKSULARDAN ASİDİK BOYARMADDE GİDERİMİ Gamze DEMİRKAN-Pelin IŞIK Danışman : Doç. Dr. Hasan Ferdi GERÇEL Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışmada asidik boyarmaddenin model atıksudan adsorpsiyon yöntemi ile giderimi incelenmiştir. Adsorban olarak meşe palamudu küspesinden elde edilen aktif karbon, boya olarak da Acid Orange 7 kullanılmıştır. pH ın etkisinin incelendiği deneysel çalışmalarda, pH değişimlerinin boyarmadde giderimine önemli bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Maksimum adsorpsiyon kapasitesine (283,54 mg/g) pH 6 da ulaşılmış olup deneyler çözeltinin orijinal pH’ında yapılmıştır. Adsorban miktarının boyarmadde giderimine etkisinin incelendiği deneylerde adsorban miktarı arttıkça yüzde giderimin arttığı belirlenmiştir. 500 ppm derişiminde yapılan bu çalışmada maksimum giderime 100 mg aktif karbon ile %100 lük giderime ulaşılmıştır. 15 mg aktif karbon kullanıldığında %40’lık bir giderim elde edilmiştir. Başlangıç derişiminin boyarmadde giderimine etkisinin incelendiği izoterm çalışmasının Langmuir izotermine uygunluk gösterdiği belirlenmiştir ve bu deneyde maksimum giderim 75 ppm derişiminde elde edilmiş olup %100 lük bir giderim sağlanmıştır. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BITTIM YAĞLI TOHUMLARI – LİNYİT KARIŞIMININ YAVAŞ PİROLİZİ Pınar ERKUŞ Danışman: Prof. Dr. Ö. Mete KOÇKAR Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Dünyadaki nüfus artışına, gelişen teknolojiye ve sanayileşmeye paralel olarak enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacının çoğunluğu fosil yakıtlar olan kömür, petrol ve doğal gazdan karşılanırken, fosil yakıt rezervlerinin gün geçtikçe tükeniyor olması ve tükenirken de çevreye zarar vermesi nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alan biyokütle önemli bir potansiyele sahiptir. Biyokütleden, enerji üretiminde sıklıkla kullanılan piroliz yöntemi ile elde edilen sıvı ürünün, çevresel sorun yaratmamasının yanında petrol eşdeğeri bir ürün olması biyokütle enerjisinin, yenilenebilir enerji kaynakları arasında öne çıkmasında önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, linyit kömürü ve bıttım yağlı tohumlarının belirli karışım oranlarında pirolizi gerçekleştirilmiştir. Düşük ısıl değere sahip linyit kömürünün, az kullanım alanına sahip bıttım bitkisiyle birlikte kimya endüstrisi girdisi olarak değerlendirilmesi ve biyokütle enerji kaynağı olarak kullanılması araştırılmıştır. Bu amaçla piroliz deneyleri statik reaktörde, yavaş piroliz koşullarında yürütülmüştür. 400oC piroliz sıcaklığında, 10oC/dk ısıtma hızında ve 100cm3 azot akış hızında deneyler gerçekleştirilmiştir. En yüksek sıvı ürün verimi bıttıma göre %95’lik karışım oranında %18,4 olarak elde edilmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ BİYOYAKIT KAYNAĞI OLARAK MİKROALG YAĞI Seçil İRTEM Danışman : Doç. Dr. Nezihe AZCAN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Bu çalışma kapsamında biyoyakıt kaynağı olan mikroalg yağından biyodizel eldesine etki eden parametreler araştırılmıştır. Chlorella protothecoides türüne ait mikroalgin transesterifikasyon reaksiyonu 65oC sıcaklık, %1-1,5 (a/a) KOH varlığında 5-20 dakika reaksiyon süresi ve 1:6-1:10 yağ:metanol molar oranında mikrodalga sentez ünitesi kullanılarak gerçekleştirilmiş olup uygun reaksiyon koşullarının 5 dk, 1:8 molar oran ve %1 (a/a) KOH olduğu belirlenmiştir. Bu koşullarda elde edilen biyodizelin metil ester içeriği %96,82 olup, EN 14214 Standartlarına uygun olduğu tespit edilmiştir. 65oC sıcaklık, %1 (a/a) KOH ve 1:8 yağ:metanol molar oranında oda koşullarında gerçekleştirilen transesterifikasyon ulaşılmıştır. reaksiyonunda ise benzer sonuçlara 240 dakikada PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ ASİT ÖN İŞLEM UYGULANMIŞ FINDIK KABUĞUNUN ENZİMATİK HİDROLİZİ Serkan KİLTOPRAK, Emre DEMİRKOL Danışman : Doç. Dr. Berrin BOZAN Kimya Mühendisliği Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Ülkemizde Karadeniz bölgesinde yetiştirilen fındıktan çıkan fındık kabukları önemli bir tarımsal atıktır. Tarımsal atıklardan biyoetanol üretimi için enzimatik hidroliz uygulandıktan sonra elde edilen indirgen şekerler fermantasyon ile biyoetanole dönüştürülebilir. Bu çalışmada asit ön işlemi ile fındık kabuklarının lignoselülozik yapısı değiştirilmiş ve Celluclast 1.5L ® enzimi ile selüloz şekerlere hidroliz edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, %2 enzim ile 500C’de hidroliz edilen fındık kabuklarından 72 saat sonunda 48,63 mg/g kuru fındık kabuğu fermente şeker elde edilmiştir. Enzim miktarı iki katı çıkarıldığında ise 24 saat sonunda 51,04 mg indirgen şeker elde edilmiştir. Zamanın artması ile elde edilen indirgen şeker miktarında küçük bir azalma meydana gelmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ PASİF DOĞRUDAN METANOL YAKIT HÜCRESİ OPTİMİZASYONU Sinem VURKAYA Danışman : Yrd. Doç. Levent AKYALÇIN Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Yakıt hücreleri, kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektrokimyasal cihazlardır. PDMYH, metanolü yakıt ve havanın oksijeni oksitleyici olarak kullanan hareketli parçası olmadığı için mekanik kayıplara sebep olmadan kimyasal enerjisini sürekli olarak elektriğe ve ısıya çeviren cihazlardır. Bu çalışmada PDMYH performansını yakıt hücresinin kalbini oluşturan Membran Elektrot Bileşkesi (MEB) bu kapsamda hazırlanan Taguchi deney tasarım yöntemiyle en yüksek güç yoğunluğu elde etmek üzere optimize edilmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ HAVA SOLUMALI POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI YAKIT HÜCRELERİNİN OPTİMİZASYONU SONER BOZTEPE Danışman : Yrd.Doç.Dr. Levent AKYALÇIN Kimya Mühendisliği Bölümü Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampüsü, 26555, Eskişehir Yakıt hücreleri, kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren elektrokimyasal cihazlardır. Hidrojen ve oksijenin elektrokimyasal olarak reaksiyona girmeleri sonucu, elektrik enerjisi üretilirken atık olarak su ve ısı üretilmektedir. Yakıt hücresi türlerinden birisi olan Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücreleri (PEMFC), yüksek güç yoğunluğu ve enerji dönüşüm verimi, hafiflik, az yer kaplaması, ve düşük çalışma sıcaklığı nedeniyle özellikle, taşıtlarda ve taşınabilir cihazlarda tercih edilmektedir. Oksitleyici olarak reaksiyona giren havadaki oksijenin katoda doğal konveksiyonla ve difüzyon yoluyla aktarıldığı PEM yakıt hücrelerine pasif veya hava solumalı PEM yakıt hücresi denilmektedir. Yapılan bu çalışmada, hava solumalı PEM yakıt hücresi bileşenleri olan elektrotlardaki farklı katalizör yüklemelerinin (0.5, 1, 0.5 mgPt/cm2) ve farklı kalınlıklardaki Nafion membranların (112, 115, 1135) kullanılarak hücre performansına etkisi, deneysel tasarım yöntemlerinden birisi olan Taguchi Metodu kullanılarak incelenmiş ve optimum membran elektrot bileşkesi belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda anottaki katalizör yüklemesi 1 mgPt/ cm2 , katotdaki katalizör yüklemesi 1,5 mgPt/ cm2 ve membranın 112 olması durumunda en yüksek performansın elde edildiği görülmüştür. Bu membran elektrot bileşkesi kombinasyonunda 102,433 mW/ cm2 güç üretimi sağlanmıştır. Anahtar kelimeler : Yakıt Hücresi, Hava Solumalı PEMYH, Taguchi PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ REAKTİF EKSTRÜZYON YÖNTEMİYLE BİYOBOZUNUR NİŞASTAPOLİKAPROLAKTON NANOKOMPOZİTLERİN HAZIRLANMASI Suna DEHMEN Danışman : Yard. Doç. Dr. Hande ÇELEBİ Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Artan dünya nüfusu ile birlikte oluşan plastik atık miktarı da artmakta ve bu da önemli bir çevre sorununu beraberinde getirmektedir. Bu nedenle günümüzde doğa dostu plastiklerin kullanımı daha fazla önem taşımaktadır. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen polimerik nanokompozitler son yıllarda en çok ilgi çeken araştırma konuları arasında yer almaktadır. Bu yönüyle en fazla dikkati çeken polimerik malzeme ise nişasta ve nişasta bazlı polimerlerdir. Çalışmamızda hızlı ve verimli bir polimerleştirme yöntemi olarak bilinen reaktif ekstrüzyon yöntemi kullanılarak nişasta-polikaprolakton (PCL) nanokompozit karışımları hazırlanmıştır. Bu iki polimer arasındaki termodinamik uyumsuzluktan dolayı özelliklerinde bozulmalar meydana geldiği bilinmektedir. Aradaki uyumu arttırmak için nişasta gliserol ile PCL de maleik anhidrit ile modifiye edilmiştir. Nanokompozitleri oluşturmak için dolgu maddesi olarak TiO2 eklenmiştir. Sistemde malzemeler çift vidalı ekstrüderde 120 ̊C sıcaklık ve 100 rpm dönme hızında karıştırılmıştır. Kompozitleri şekillendirmek için 150 ̊C‘de enjeksiyon ile kalıplama gerçekleştirilmiştir. Oluşan polimer nanokompozitlerin özellikleri FTIR, DMA, XRD, SEM analizleri ile incelenmiştir. PROJE FUARI 2012 ___________________________________________________________ KİTOSAN/SiO2 HİBRİD KOMPOZİTLERİNİN TERMAL ve MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Tülin Buse PAK Danışman : Yrd. Doç. Dr. Hande ÇELEBİ Kimya Mühendisliği Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Anadolu Üniversitesi İki Eylül Kampusu, 26555, Eskişehir Günümüzde biyo-nanohibrid malzemeler canlı bilimi, malzeme bilimi ve nanoteknoloji bilimleri arasında önemli bir alan teşkil etmektedir. Bu malzemelerin biyosensörler, yapı malzemeleri, katalizörler, membranlar ve biyomedikal alanda kulllanımı giderek önem kazanmaktadır. Kitosan günümüzde tıptan gıdaya, ziraatten kozmetiğe, eczacılıktan atık su arıtımına ve tekstil sektörüne kadar birçok alanda kullanılabilmektedir. Bu çalışmada bir biyopolimer olan kitosanın silika ile oluşturduğu kompozit malzemelerin termal ve mekanik özelliklerinin silikanın derişimine bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Kitosan-silika hibrid filmleri sol-gel prosesi ile TEOS (tetraethoxysilane) kullanılarak üretilmiştir. Oluşan hibritin yapısı FTIR (Fourier transform infrared spektroskopi) ile karakterize edilmiştir. Partiküllerin dağılımını ve SiO2 partikül boyutunu incelemek için SEM (taramalı elektron mikroskobu) kullanılmıştır. Kompozitlerin yüzeyde temas açıları ve TGA analiz yöntemi ile sıcaklığa bağlı olarak kütledeki değişimleri ölçülmüştür.
