• شماره ركورد
    32982
  • پديد آورنده

    فاطمه غفاري

  • عنوان
    ساخت و ارزيابي كاتاليست¬هاي ارتقايافته نيكل در تجزيه هيدرازين جهت توليد هيدروژن
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/07/15
  • استاد راهنما
    دكتر سيد مهدي علوي
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي شيمي، نفت و گاز
  • چكيده
    هيدرازين هيدرات به دليل مزايايي همچون محتواي بالاي هيدروژن (8درصد وزني)، هزينه پايين و پايداري در دماي محيط، به عنوان يك گزينه مناسب براي ذخيره‌سازي و حمل و نقل هيدروژن مطرح شده است. توانايي توليد هيدروژن در دماهاي متوسط (oC30-80) و تطابق آن با دماي عملياتي سلول‌هاي سوختي، همراه با سهولت شارژ مجدد، هيدرازين هيدرات را به يك منبع اميدبخش براي خودروهاي برقي سلول سوختي تبديل كرده است. از آنجايي كه مي¬توان از تجزيه كاتاليستي هيدرازين، هيدروژن توليد كرد، توسعه كاتاليزورهاي فعال و مقرون به صرفه مدنظر است. در اين پژوهش به توسعه كاتاليست¬هاي مبتني بر نيكل پرداخته شده است كه در فرآيند تجزيه هيدرازين هيدرات و در شرايط ملايم، عملكرد و پايداري مناسبي را از خود نشان داده است. در بخش اول اين پژوهش، پايه La2O3 به روش مكانيكي- شيميايي سنتز شد و سپس ذرات نيكل به عنوان جز فعال به روش تلقيح مرطوب بر روي سطح پايه پراكنده شده است. از بين كاتاليست¬هاي سنتز شده، كاتاليست¬ NiO/La2O3 با 40 درصد وزني نيكل بهترين عملكرد را از خود نشان داد و توانست تجزيه هيدرازين را در بازه دمايي (oC 50 -80) به طور كامل به اتمام برساند و گزينش¬پذيري 100% هيدروژن را داشته باشد. از طرفي اين كاتاليست، واكنش را در دماي بهينه oC70 در مدت زمان 15 دقيقه به اتمام رساند. مقدار انرژي فعالسازي اين كاتاليست برابر با kJ.mol-1 1/38 است. اين كاتاليست پايداري مناسبي را در 10 سيكل متوالي از خود نشان داد. به طوري كه پس از سيكل چهارم كاهش جزئي در گزينش¬پذيري آن نسبت به هيدروژن مشاهده شد. در بخش دوم اين پژوهش به منظور افزايش عملكرد كاتاليست NiO(40)/La2O3 از ارتقادهنده¬هاي مختلفي مانند كبالت، مس، آهن، كروم، منگنز استفاده شد و از بين كاتاليست¬هاي سنتز شده، كاتاليست NiO-Co3O4/La2O3 با 40 درصد وزني نيكل و 3 درصد وزني كبالت بهترين عملكرد را از خود نشان داد. به طوري¬كه اين كاتاليست واكنش را در مدت زمان 12 دقيقه به اتمام رساند. انرژي فعالسازي كاتاليست ارتقايافته برابر با kJ.mol-1 6/28 است كه كاهش مقدار آن نسبت به كاتاليست NiO(40)/La2O3 حضور موثر فلز كبالت را نشان مي¬دهد. اين نمونه پايداري خوبي را در 10 سيكل متوالي از خود نشان داد. نمونه¬هاي سنتز شده با تكنيك¬هاي XRD، BET، TPR وFESEM شناسايي شدند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/11/10
  • عنوان به انگليسي
    Synthesis and eva‎luation of improved catalysts in hydrazine decomposition for hydrogen production
  • تاريخ بهره برداري
    10/6/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    فاطمه غفاري

  • چكيده به لاتين
    Hydrazine hydrate has been proposed as a suitable option for hydrogen storage and transportation due to its advantages such as high hydrogen content (8% wt), low cost, and stability at ambient temperature. Additionally, the ability to produce hydrogen at moderate temperatures (30-80°C) and its compatibility with the operating temperature of fuel cells, along with ease of recharging, have made hydrazine hydrate a promising source for electric fuel cell vehicles Since hydrogen can be produced from the catalytic decomposition of hydrazine, the development of active and cost-effective catalysts is desirable. In this research, nickel-based catalysts have been developed that have shown good performance and stability in the hydrazine hydrate decomposition process under mild conditions. In the initial part of this research, a La2O3 support was synthesized using a mechanochemical method, and then nickel particles were dispersed onto the surface of the support as the active component via wet impregnation. Among the synthesized catalysts, the Ni/La2O3 catalyst with 40 wt% nickel exhibited the best performance and was able to completely decompose hydrazine hydrate in the temperature range of 50-80°C, achieving 100% hydrogen selectivity. Moreover, this catalyst completed the reaction at the optimal temperature of 70°C within 15 minutes. The activation energy of this catalyst was 38 kJ/mol. This catalyst showed good stability over 10 consecutive cycles, with only a slight decrease in hydrogen selectivity after the fourth cycle. In the second part of this research, various promoters such as cobalt, copper, iron, chromium, and manganese were used to enhance the performance of the NiO(40)/La2O3 catalyst. Among the synthesized catalysts, the Ni-Co/La2O3 catalyst with 40 wt% nickel and 3 wt% cobalt exhibited the best performance. This catalyst completed the reaction within 13 minutes. The activation energy of the promoted catalyst was 28.6 kJ/mol. This sample showed good stability over 10 consecutive cycles. The synthesized samples were characterized using XRD, BET, TPR, and FESEM techniques.Decomposition of hydrazine hydrate
  • كليدواژه هاي فارسي
    تجزيه هيدرازين هيدرات , توليد هيدروژن , كاتاليست¬هاي مبتني بر نيكل , ارتقادهنده‌ها
  • كليدواژه هاي لاتين
    Decomposition of hydrazine hydrate , Hydrogen production , nickel-based catalysts , promoters
  • Author
    Fateme Ghaffari
  • SuperVisor
    Dr.Seyed Mehdi Alavi