.., oo N E ;; : . . . : ın O> 1 . / . ) J Tablo 3. Katı bilqenleri içeren TKD reaksiyonları. Reaksiyon Ekzotennik ---.... Endotennik Li (k) ... ½H2 (g) ;:::t UH NaF (k) ... (HF)• (s) ;:::t NaHF2 u,o (k) ... co, (g) ;:::t u,co, Na2O (k) ... co, (g) ;:::t Na2CO3 Mg (k) ... H2 (g) ;:::t MgH, CaO (k) ... so, (s) ;:::t CaSO, (g) ;:::t CaO {k) ... co, caco, ;:::t MgO (k) ... co, (g) ;:::t MgCO3 BaO (k) ... co, (g) ;:::t Baco, NiCl2 (k) ... 6NH3 (s) ;:::t (Ni(NH,)s)Cl2 NH, (s) ... H,so, (s) ;:::t NH,HSO, KF (k) ... (HF)n (s) ;:::t KHF2 CaO (k) ... H2O (s) ;:::t Ca(OH), ;:::t MgO (k) ... H2O (s) Mg(OH)2 ;:::t BaO (k) ... H2O (s) ;:::t Ba(OH), FeCl2 (k) ... 6NH, (s) (Fe(NH,)s)Cl2 ;:::t CaCl2 (k) ... 6NH3 (s) (Ca(NH,)s)CI, Reaksiyon Entalpisi 2s·c 0,1 bar (kJ / kg) (k) 11403 908 (k) 4442 (k) 3029 (k) 3014 (k) 2893 227 (k) 2539 (k) 1776 755 (k) 1387 (k) 1353 (k) 1301 (k) 1256 - (k) 1031 (k) 880 449 (k) 644 341 (k) 598 779 (k) 302 (k) 210 Payr"m• 1 bar Pyoğu,ma Sıcaklık (°C) 950 2172 287 898 397 1200 - 547 403 376 325 998 688 pahalıdır. Güneş enerjisi uygulamaları nda kimyasal depolama yöntemi kullanımı uygun görülmekle beraber hala geliştirilme aşamasındadır. Matsunami vd. (2000), güneş enerjisi ni depolamada kullanılabilecek TKD sistemleri nden erimiş tuz ve C02'li kömür gazlaştırma sistemi ni n özellikleri nden bahsetmiştir. Boudouard reaksiyonu (C+C02 ➔ 2CO �H=169,16 kJ/mol (1150 K)) bir endotermik tepkime olduğundan dolayı, güneş enerjisi kimyasal enerji şekli nde depolanabilir ve tepkime ürünü olan CO gazı daha sonra bir ekzotermik reaksiyonda kullanılmak üzere saklanabilir. g: gaz, k: katı, s: sıvı Bu reaksiyon içi n gerekli olan büyük ısıl enerji ve güneş enerjisi ni n yoğunlaştırılması ndaki zorluklar, yüksek ısıl iletkenliğe sahip alkali metal tuz eriyikleri ni n katalizör olarak kullanılmasıyla bertaraf edilebilir. Na2C03, K2C03 çevreye zararlı gazlar üretmezler. Temel olarak, bu tuzlar düşük ergime sıcaklıkları ndan dolayı ötektik karışım (kütle oranı = 1) olarak kullanılırlar. CO/ metanol ekzotermik tepkimesi (CO+H20➔H2+C02 ardı ndan CO+ 2 H2 ➔ CHpH) enerji ni n değişik bölgelere taşınması na da yardımcı olacaktır. Sistem temiz ve yenilenebilir olduğundan gelecek yıllarda kullanılma şansı yüksektir. Matsunami vd. (2000) Şekil 3'te verilen deney düzeneği ni kurmuş ve Tablo 4'te gösterilen sonuçlara ulaşmıştır. Tamamen sıvı sistemler, içi nde gaz veya katı hal barı ndıran sistemlere tercih edilirler çünkü sıvılar katılardan farklı olarak pompalamaya olanak tanırlar ve gazlara nazaran daha büyük ısıl depolama kabiliyeti ne sahiptir (Schmidt ve Lowe, 1985). Zeolit/su buharı çifti ile oluşan sistemler depolama içi n sağlığa zararlı değildir. Yanıcı değildir ve güvenli bir şekilde dokunulabilir. Doğal zeolitler, kristal yapıları nı bozmadan su adsorblamaları, desorblamaları ve su adsorblama ısıları nı n yüksek olması nedeni ile, daha sonra kullanılmak üzere ısı nı n efektif ve yüksek verimli bir biçimde depolanması nda da kullanılabilmektedir. Zeolitler dışı nda bu amaçla kullanı lma potansiyeli olan maddelerin verimleri ni n düşük olması ve pahalı olmaları, zeolitleri n bu alandaki önemini daha da artırmaktadır (Fischer, S. ve Houver, A., 2001) Di nçer, (1999) güneş enerji uygulamalarında TKD sistemleri ni özetlemiştir. Bu çeşit bir depolama içi n, söz konusu kimyasal reaksiyonları n tamamen tersi ni r olmaları gerektiği ne deği nmiştir. Güneş enerjisi alıcısı tarafı ndan üretilen ısı, bir endotermik kimyasal reaksiyon yaratmak içi n kullanılır. Eğer bu reaksiyon tamamen tersi nir olursa, ısı ters bir reaksiyonla geri al ı nabilir. ısıyı kurtarmak içi n genellikle katalizörler gereklidir. Bu daha avantajlıdır, çünkü reaksiyon da katalizörler tarafından kontrol edilebilir. IED'i n tersi nir bir termokimyasal reaksiyondaki bilinen avantajları, yüksek depolama enerji yoğunlukları, var 100 olan sıcaklıkta uzun depolama süresi ve ısı pompalama kapasitesidir. Dezavantajları arası nda karmaşıklık, operasyon koşulları nın çeşitl i l iğine bağlı olarak kimyasal bileşenleri n ve reaksiyon ki netiği ni n termodi namik özellikleri nde belirsizlikler, yüksek maliyet, zehirlilik ve yanabilirlik sayılabilir. Endotermik reaksiyonlarda proses, ısıl enerji absorbe ederek oluşmaktadır. Kimyasal reaksiyon ters olarak yapıldığı nda bu sefer aldığı ısıyı geri verecektir. H2S04H20 ve NaOH-H20 sistemleri ni örnek olarak gösterebiliriz. Her iki sistemde de su, ısı etkisiyle serbest hale geçirilir. Daha sonra maddeler birbirleri ile reaksiyona sokulduğunda ısı açığa çıkar. Termokimyasal enerji depolama sistemleri nde iki madde birbiri nden ayrı tutulduğu için diğer depolama sistemleri nden daha karmaşık ve 8 CO2 3 ---1-+-+..... 2 1 O gr kömür ve 20-40 gr arası tuz eriğiyi reaksiyon kabına konur ve ısıtılır. Çıkan gazlar analiz edilir. Güneş enerjisi nden daha geniş kapsamda yararlanılabilmesi ne yönelik çalışmalar arası nda, güneş enerjisini n, termokimyasal dönüşüm ile kimyasal bir enerji taşıyıcısı na 4 1. Akış kontrol Analize mekanizması 2. Reaksiyon kabına küçük CO, gaz kabarcıkları girmesi için iğne deliği (0/1 mm) 3. Paslanmazreaksiyon kabı 4. Uçucu maddeleri yoğuşturmak için soğuk hazne 5. Buz banyosu 6. Kömür katranın, uzaklaştırmak için cam yünü haznesi 7. Kızılötesi fırın 8. Termokupl. - Şekil 3. Tuz çözeltisi kullanarak CO,'le kömür gazlaştırma için deney aparatı. j
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=