Enerji Uygulamasında Co Katkılı MOF-5/Poliimit Karışık Matriksli Membranlar Kullanarak Hidrojen Ayrımı

Abstract

Evrende bol miktarda bulunan hidrojen; su tarafından üretilebilmesi, kolayca depolanabilmesi, termal, mekanik ve elektrik enerjisine dönüşebilmesi özelliklerinden dolayı geleceğin enerji taşıyıcısı olarak düşünülebilmektedir. Hidrojenin enerji taşıyıcısı olarak kullanabilmesi için içinde bulunduğu gaz karışımından ayrılması gerekmektedir. Membran yöntemi kullanılarak hidrojen ayırma, diğer ayırma yöntemlerine göre daha az enerji yoğunluğuna sahiptir ve çevre dostudur. Gaz ayırma membranlarının performansının arttırılması ve membran özelliklerinin daha iyi hale gelmesi için karışık matriksli membranlar geliştirilmiştir. Karışık matriksli membranlarda dolgu maddesi olarak kullanılabilen, yüksek yüzey alanı ve gözenek hacmine sahip metal organik kafesler (MOF), H2 gazı ayırma özelliklerini iyileştirmektedir. Bu çalışmada, MOF-5 ve Co katkılı MOF-5 partikülleri sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve dolgu maddesinin H2 gaz geçirgenliği üzerindeki etkisini araştırmak için poliimit(PI) içine ilave edilmiştir. Farklı yükleme oranlarına sahip katkılı MOF-5/PI karışık matriksli membranlar (ağırlıkça %5, %10 ve %15) üretilmiştir ve karakterizasyonları farklı analiz teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Gaz analiz sonuçları, MOF-5 ve Co katkılı MOF-5 dahil olmak üzere karışık matriksli membranda H2 gazının geçirgenliğinin, oda sıcaklığında ve 500 kPa'lık basınç altında farklı yükleme oranlarında (ağırlıkça% 5,% 10,% 15) arttığını göstermiştir. Ayrıca, metal katkılı MOF/PI’in, saf PI ve MOF-5/PI ile karşılaştırıldığında en yüksek gaz geçirgenlik özelliklerine sahip olduğu görülmüştür.