Deneysel Veriye İhtiyaç Duymayan Simülasyon Oluşturuldu

Görsel: Reaktör simülasyonuyla hesaplanan zamana göre  mol fraksiyonu değişim grafiği.  Giriş gazı CH4, O2 ve He’den oluşuyordu. Toplam basınç P = 1 bar ve CH4, O2 ve He’nin kısmi basınç oranı 2: 1: 4 olarak ayarlandı. Hacimsel akış debisi 1 mL / s’ye ayarlandı ve reaksiyon sıcaklığı 700 ° C idi. Katalizör ağırlığı 1 gr’dı. Kaynak:  Atsushi Ishikawa

Japon araştırmacılar, deneysel sonuçları kullanma ihtiyacı duymadan kinetik simülasyonlar kullanarak yeni yöntemler ve programlar geliştirdiler.

Araştırmacılar, prensip ve kinetik hesaplama tekniklerini birleştirerek heterojen bir katalizörün performansını teorik olarak tahmin etmek için bir simülasyon yöntemi geliştirdiler. Normalde günümüze kadar genellikle simülasyon çalışmalarında tek veya sınırlı reaksiyonlar üzerine odaklanılırdı. Ayrıca deneysel veriler olmadan bir katalitik reaksiyonun verimliliğini tahmin etmek de oldukça zordu.

Araştırmacı Atsushi Ishikawa, deneysel sonuçları kullanmadan simülasyonlar geliştirmek için yöntem ve programlar oluşturdu. Daha sonra sonuçları, doğal gaz kullanımında önemli bir süreç olan metanın oksidatif birleşme reaksiyonuna (OCM)  uyguladı. Sonuç olarak geliştirilen simülasyon sayesinde, araştırmacılar reaksiyon kinetiği hakkında deneysel bilgi kullanmadan etan gibi ürünlerin verimini başarılı bir şekilde tahmin edilebildi. Tüm bunlara ek olarak, sıcaklık ve kısmi basınca bağlı olarak verimdeki değişiklikler de tahmin edilip tüm sonuçlar yeniden üretildi.

Yapılan bu araştırma, bilgisayar simülasyonunun, deneysel veriler olmadan reaktanın dönüşümünü ve ürünlerin seçiciliğini tahmin edebildiğini göstermektedir.

Bu yöntem ayrıca otomobil egzoz gazı saflaştırma, karbondioksit azaltma ve hidrojen üretimi gibi katalizör gerektiren diğer sistemlere de uygulanabilir. Geliştirilen bu yöntemin karbonsuz bir toplumun gerçekleşmesine katkı sağlaması bekleniyor.

Kaynakça: phys.org