Mikrobiyal elektroliz hücresi ile organik atıklardan hidrojen elde edilmesi ve yenilikçi elektrotlar geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FURKAN BAŞ
Danışman: Mehmet Fatih Kaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Elektrolit içeriği ve elektrot cinsi mikrobiyal elektroliz hücrelerinin performansını direkt olarak etkilemektedir. Mikrobiyal elektroliz hücrelerinde sıkça kullanılan elektrotlar bazen maliyetlidir bazen de organik atıkla kimyasal reaksiyonlar vererek hem kendilerini hem elektroliti hem de sistemi negatif yönde etkileyebilmektedirler. Bu yüzden, bu materyallere alternatif daha ucuz ve biyouyumlu elektrotlar sayesinde sistem performansı ve verimi pozitif yönde desteklenebilmektedir. Bu çalışma kapsamında, en yüksek hidrojen üretim hacmine sahip organik atıklardan biri olan peynir altı suyu elektrolit, iki bölmeli bir mikrobiyal elektroliz hücresi ise reaktör olarak kullanılmıştır. Reaktörün anot bölmesinde farklı geometrilere sahip grafit ve paslanmaz çelik elektrotlar ile farklı geometrilerde 3D olarak tasarlanmış grafen bazlı elektrifi filament kullanılarak eklemeli üretim metoduyla üretilmiş elektrotlar kullanılmıştır. Cyclic voltammetry, lineer sweep voltammetry ve elektrochemical impedance spectroscopy analizleri kullanılarak elektrolit ve elektrotların elektrokimyasal performansları gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda, elektrot materyalinin ve geometrisinin ve elektrolitin organik içeriğinin mikrobiyal elektroliz performansı üzerinde direkt olarak etkili olduğu görülmüştür. Elektrokimyasal analizlerde karbon katkılı elektrolitin iletkenliğinin %172 kadar arttığı gözlemlenmiştir. 3D bastırılan elektrotlarda ise geometri faktörünün iletkenlik üzerinde %266'ya varan farklar yarattığı görülmüştür. Buna ek olarak, geometri faktörü hidrojen üretim hızını nerdeyse %500 artırmıştır.