Sodyum Borhidrürlü Yakıt Pilinin Hammaddesi Bor Elementi Hakkında Bilgiler

Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Periyodik cetvelin 3A grubunun ilk ve en hafif üyesidir. Temel hal elektron konfigürasyonu 1s2 2s2 2p1’dir.

Bor elementi 8B, 10B, 11B, 12B, 13B izotoplarından oluşmaktadır. En kararlı izotopları 10B ve 11B’dir. Bu izotopların tabiatta bulunma oranları sırasıyla % 19.1-20.3 ve % 79.7-80.9’dir. 10B izotopu, çok yüksek termal nötron tutma özelliği gösterir. Böylelikle nükleer malzemeler ve nükleer enerji santrallerinde kullanılabilmektedir. Türkiye’de 10B izotop oranı yüksek bor cevher yatakları bulunmaktadır.

Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, bor bileşiklerinin birçok endüstride kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.

Borun saf elementi ilk kez, 1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.

Bor, biri amorf ve altısı kristalin polimorf olmak üzere, çeşitli allotropik formlarda bulunur. Alfa ve beta rombohedral formlar en çok çalışılmış olan kristalin polimorflarıdır. Alfa rombohedral strüktür 1200C'nin üzerinde bozulur ve 1500C'de beta rombohedral form oluşur. Amorf form yaklaşık 1000C'nin üzerinde beta rombohedrale dönüşür ve her türlü saf bor ergime noktasının üzerinde ısıtılıp tekrar kristalleştirildiğinde beta rombohedral forma dönüşür.

Bor, yerkabuğunda yaygın olarak bulunan 51. elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir. Yaygın olarak bulunan bor minerallerinden bir tanesi bir tür aluminoborosilikat minerali olan ve yapısında %10’a kadar bor içerebilen Turmalin’dir. Ancak, sanayide alkali ve toprak alkali bor mineralleri olan Tinkal (Na4B4O2. 10H2O), kernit (Na2B4O7. 4H2O), kolemanit (Ca2B6O11. 5H2O) ve üleksit (NaCaB5O9. 8H2O) kullanılmaktadır. Ticari maden yatakları sınırlı olup en çok Türkiye ve ABD’de bulunmaktadır.

Bor elementinin kimyasal özellikleri morfolojisine ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Mikron ebadındaki amorf bor kolaylıkla ve bazen şiddetli olarak reaksiyona girerken kristalin bor kolay reaksiyon vermez. Bor yüksek sıcaklıkta su ile reaksiyona girerek borik asit ve bazı diğer ürünleri oluşturur. Mineral asitleri ile reaksiyonu, konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olarak yavaş veya patlayıcı olabilir ve ana ürün olarak borik asit oluşur.

Atomik Yapısı :

Atomik Çapı	1.17Å
Atomik Hacmi	4.6cm³/mol
Kristal yapısı	Rhombohedral
Elektron Konfigürasyonu	1s² 2s²p¹
İyonik Çapı	0.23Å
Elektron Sayısı (yüksüz)	5
Nötron Sayısı	6
Proton sayısı	5
Valans Elektronları	2s²p¹

Kimyasal Özellikler :

Elektrokimyasal Eşdeğer	0.1344g/amp-hr
Elektronegativite (Pauling)	2.04
Füzyon Isısı	50.2kJ/mol
İyonizasyon potansiyeli	Birinci: 8.298	İkinci: 25.154	Üçüncü: 37.93
Valans elektron potansiyeli (-eV)	190

Fiziksel Özellikler

Atomik Kütlesi	10.811
Kaynama Noktası	4275K - 4002°C - 7236°F
Termal Genleşme Katsayısı	0.0000083cm/cm/°C (0°C)
Kondüktivite	Elektriksel: 1.0E^-12 10⁶/cm	Termal: 0.274 W/cmK
Yoğunluk:	2.34g/cc @ 300K
Görünüş	Sarı-Kahverengi ametal kristal
Elastik Modülü	Bulk: 320/GPa
Atomizasyon Entalpisi	573.2 kJ/mole @ 25°C
Füzyon Entalpisi	22.18 kJ/mole
Buharlaşma Entalpisi	480 kJ/mole
Sertlik	Mohs: 9.3	Vickers: 49000 MN m^-2
Buharlaşma Isısı	489.7kJ/mol
Ergime Noktası	2573K - 2300°C - 4172°F
Molar Hacmı	4.68 cm³/mole
Fiziksel Durumu	(20°C & 1atm): Katı
Spesifik Isısı	1.02J/gK
Buhar Basıncı	0.348Pa@2300°C

BOR ÜRÜNLERİ

Konsantre Bor Ürünleri

Üleksit
Tinkal
Kolemanit

Rafine Bor Ürünleri

Borik Asit
Boraks Pentahidrat
Boraks Dekahidrat
Etibor- 48
Sodyum Perborat Tetrahidrat
Sodyum Perborat Monohidrat
Susuz Boraks
Bor Oksit

Özel Bor Ürünleri

Tarım Bor
Ahşap Bor
Çinko Borat
Selülozik İzolasyon Malzemesi
Bor Nitrür
Borlu Çimento
Elementer Bor
Sodyum Bor Hidrür
Trimetil Borat
Bor Karbür

BOR ELEMENTİ TANITIM VİDEOSU

Adobe Flash Player not installed or older than 9.0.115!

REZERVLER:

Bor, yeryüzünde toprak, kayalar ve suda yaygın olarak bulunan bir elementtir. Toprağın bor içeriği ortalama 10-20 ppm olmakla birlikte ABD’nin batı bölgeleri ve Akdeniz’den Kazakistan’a kadar uzanan yörede yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Deniz suyunda 0.5-9.6 ppm, tatlı sularda ise 0.01-1.5 ppm aralığındadır. Yüksek konsantrasyonda ve ekonomik boyutlardaki bor yatakları, borun oksijen ile bağlanmış bileşikleri olarak daha çok Türkiye ve ABD’nin kurak, volkanik ve hidrotermal aktivitesinin yüksek olduğu bölgelerde bulunmaktadır.

Dünyadaki bor mineral rezervleri oluşumu başlıca üç kuşaktadır:

Birincisi, Amerika Bileşik Devletleri’nin Güneybatı bölgesinde, Mojave Çölü bölgesindedir. Bu bölge şu anda dünyanın en büyük üreticilerinden biri olan US Borax’ın işlettiği rezervlerin bulunduğu bölgedir.

İkincisi, Türkiye’nin de yer aldığı Güney Orta Asya Alp kuşağı denilen bölgedir. Bu kuşaktaki bor rezervleri Çin’den başlayıp Kazakistan, Kuzeydoğu Rusya, Türkiye özellikle iç Ege ve Marmara Bölgesinde değişik tuzlar halinde dünyanın en büyük bor rezervleri bulunmakta, eski Yugoslavya ve Sırbistan’dadır. Burada bu bölgeden sonra bor rezervleri bitmektedir.

Üçüncüsü ise Güney Amerika And kuşağı rezervidir.

Dünyada en büyük bor rezervleri Türkiye’de Emet, Kırka, Bigadiç bölgeleri ile ABD’de Kaliforniya’da bulunmaktadır.

Tablo 1. Bor Rezervlerinin Ülkelere Göre Dağılımı*

Ülke	Toplam Rezerv (Bin ton B₂O₃)	Toplam Rezerv (% B₂O₃)
Türkiye	885.000	71.3
A.B.D.	80.000	6.5
Rusya	35.000	2.8
Çin	47.000	3.8
Arjantin	9.000	0.7
Bolivya	19.000	1.5
Şili	41.000	3.3
Peru	22.000	1.8
Kazakistan	102.000	8.2
Sırbistan	-	-
İran	1.000	0.1
Toplam	1.241.000	100

*ROSKILL 2010 verilerine göre hazırlanmıştır.

Tablo 2. Türkiye Bor Rezervlerinin Maden Sahalarına Göre Dağılımı, 2009

Maden Sahası	Tabii Borat	Toplam Rezerv (Bin Ton)	% B₂O₃
Bigadiç, Balıkesir	Kolemanit,Üleksit	623.459	29-31
Emet, Kütahya	Kolemanit	1.682.562	28-30
Kestelek, Bursa	Kolemanit	6.995	29
Kırka, Eskişehir	Tinkal	750.620	26

BOR İLE ÇALIŞAN ARABA İLE ALAKALI HABER

07/11/2011 15:04 - Bakan Nihat Ergün Bor'la çalışan arabayı test etti

Sodyum Borhidrür Yakıt Pilli Araç projesi 2009 yılı aralık ayında Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN) desteğiyle TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi'nde (MAM) başladı. Proje kapsamında araç üzerine entegre borhidrürden hidrojen üreten sistem geliştirildi ve yine araç üzerinde bulunan yakıt piline beslenerek aracı sürmek için gerekli enerji üretildi.
Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanı Nihat Ergün, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) ve Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü bünyesinde yürütülen proje kapsamında Sodyum Borhidrürlü Yakıt Pilli aracı test etti.

Soruları yanıtlayan Ergün, Bugün dünyada otomotiv sektöründe mevcut teknolojilerin yanı sıra elektrikli ve hibrit elektrikli araçlar gibi yeni nesil teknolojilerde de yoğun çalışmalar yapıldığını vurguladı.
Bakanlık olarak dünyadaki gelişmelere paralel olarak, elektrikli ve hibrit elektrikli araçlar gibi, alternatif yakıt teknolojileri kullanan araçlar konusundaki çalışmalara önemli destekler verdiklerini ifade etti.
Bakan Ergün, hammaddesi bor olan yakıt pilleriyle çalışan araçlar konusunda Türkiye'de önemli çalışmalar yapıldığını belirterek, şunları kaydetti:
''Dünya bor rezervinin yüzde 70'inin ülkemizde bulunması bu alandaki çalışmalarımıza ayrı bir anlam katmaktadır. Niçin ülkemizdeki bor hammadde potansiyelimizi kullanmayalım? Yapılan araştırma ve geliştirme faaliyetleri, cam, seramik, tarım ve çimento gibi sektörlerde başarıyla kullanılan bor elementinin, otomotiv sanayisinde de etkili bir biçimde kullanılabileceğini gösteriyor.
Günümüz elektrikli araçlarda lityum iyon piller kullanılıyor. Ancak bu piller araç içerisinde fazla yer kaplıyor ve hacmine göre düşük verimde enerji sağlıyor. Yapılan araştırmalar bor kullanılan yakıt pillerinin mevcut pillere nazaran birçok avantajı olduğunu gösteriyor. Bor içerikli pillerdeki verimliliğin oldukça yüksek değerlerde olması, elektrik üretim sürecinde hareketli hiçbir parça bulunmaması nedeniyle gayet sessiz çalışması, düşük hacimli ve uzun ömürlü olması ve motorlardaki gaz emisyonlarının da oldukça düşük olması diğer pillere göre bor yakıtlı pillerin önemli avantajları arasındadır.''

-''TSK'nın araçlarında da kullanılabilir''-

Bu çerçevede, bor içerikli yakıt pilleri geliştirilmesi amacıyla, TÜBİTAK ve Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü bünyesinde bir proje yürütüldüğüne işaret eden Ergün, söz konusu proje çalışmaları sonucu yapılan testlerde gayet olumlu ve güzel sonuçlar alındığını bildirdi.
Bakan Ergün, kendisinin de bor içerikli pil ile çalışan otomobille yaptığı test sürüşünde aracın performansından oldukça memnun kaldığını ifade ederek, şunları söyledi:
''Bor içerikli bu yakıt pilleri, farklı bir alternatif olarak karşımızda duruyor. Yerli otomobil üretimi için girişimde bulunacakların üretim aşamasında bu konuya yönelik de ARGE çalışmaları yapmaları gerekiyor. Geliştirilecek bu piller sadece otomotiv sanayinde değil, savunma sanayinde de kullanılabilir. Özellikle, Türk Silahlı Kuvvetlerinin arazide kullandıkları ağır bataryalar yerine daha hafif ve daha fazla enerji veren bu pillerin kullanılması mümkündür.
Bu alana yönelik yapılan tüm çalışmalardan amacımız Türkiye'yi, teknolojiyi takip eden değil, belirleyen bir ülke haline getirmektir. Kendi potansiyelimizi açığa çıkaracak bu tür yenilikçi projeler, bizim için son derece değerlidir, anlamlıdır. Bakanlık olarak her zaman teknolojik gelişmenin, araştırma ve geliştirme faaliyetlerinin ve de yüksek katma değer oluşturan projelerin destekçisi olduğumuzu da hatırlatmak istiyorum.''

-Sodyum Borhidrür Yakıt Pilli Araç-
Araca ilişkin verilen bilgiye göre, proje kapsamında araca uygun yakıt depolama, gaz yıkama, hidrojen üretim reaktörünün tasarımı ve üretim katalizörlerinin sentezi yapıldı. Üretilen katalizör proje kapsamında özel olarak sentezlendi. Başlangıç anından itibaren 3 dakika içinde tam kapasitede gaz üretimine başlayan sistemde, üretilen gaz 3 kW'lık yakıt pilini sürekli olarak çalıştırabilmekte. 3 kW'lık yakıt pili sistemi proje kapsamında özel olarak tasarlandı.
Tamamen yerli yapım olarak gerçekleştirilen araç içerisinde 20 beygirlik elektrik motoru bulunuyor. Proje için özel olarak yaptırılan tamamen yerli motor ile aracın maksimum hızı 80 km/saat ve menzili 100 km olarak ölçüldü. Araç 1 kilogram borhidrür ile 35 kilometre yol gidebiliyor.

-885 milyon tonluk kaynak-
Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN) verilerine göre, dünya rezervinin yüzde 70'inden fazlasına sahip olan Türkiye'de yaklaşık 900 milyon ton bor rezervi tespit edildi.
Tarım, ahşap, selülozik izolasyon, çimento, yakıt, enerji alanında kullanımı için 101'i tamamlanmış, 43'ü devam eden, 24'ü değerlendirme ve 1'i onaylanıp sözleşme aşamasında olan projeyle birlikte toplam 334 çalışma bulunan borla ilgili en son ''Doğrudan Sodyum Bor Hidrürlü Yakıt Pili Üretimi ve Entegrasyonu''yla ilgili Türk patent Enstitüsü'nden patent de alındı.

Dünyada bilinen bor rezervlerinin ülkelere göre dağılımı ise şöyle:
Ülke Toplam Rezerv (Bin ton)
Türkiye 885.000
ABD 80.000
Rusya 35.000
Çin 47.000
Arjantin 9.000
Bolivya 19.000
Şili 41.000
Peru 22.000
Kazakistan 102.000
İran 1.000
Toplam 1.241.000

Anasayfaya Git