Geri Dön

Enerji depolama sistemleri için fonksiyonel nano-yapıların tasarımı

Design of functional nanostructures for energy storage systems

  1. Tez No: 780779
  2. Yazar: İNCİ CENİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU OKTAY, PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 65

Özet

Gelişen toplumların büyük sorunlarından birisi enerji talebidir, artan talebe bağlı olarak çevre kirliliği ortaya çıkmaktadır. Birincil ve ucuz enerji kaynakları olarak fosil yakıtlar, enerji talebinin çok büyük bölümünü karşılamaktadır. Ancak bunların tükenebilir olmalarının yanı sıra kirletici dezavantajları fazladır. Nükleer enerji ise bazı problemlerin aşılması halinde pratik hale getirilebilir, riskli bir kaynaktır. Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları düşük çevresel etkiye sahiptirler. Yenilikçi, sürdürülebilir kaynakların kullanımını genişletmek; verimli ve etkili depolanmayı gerektirmektedir. Termal enerji depolama sistemleri (TED), düşük CO2 emisyonuna sahip enerji verimliliği sağlayan sistemlerdir ve faz değişim malzemeleri (FDM) ile birincil kaynaktan üretilen enerjiyi depolarlar. Enerji kaynağının bulunmadığı, enerjiye ihtiyaç duyulan şartlarda enerji gereksiniminde kullanılırlar. FDMler; katı-katı, katı-sıvı faz değişimiyle enerjiyi gizli ısı şeklinde depolayabilen; depolamada yüksek yoğunluğa sahip, çift yönlü, yüksek döngüde çalışabilen malzemelerdir. Ancak uygulama alanları ve kullanım aralıkları, faz geçişini sağlayan bileşenin akma probleminden dolayı sınırlıdır. Akma problemi çevresel kirliliğe ve ısı depolama etkinliğinin azalmasına neden olmaktadır. Akma problemini aşmak için yeni fonksiyonel polimerler, kompozit ve çapraz-bağlı sistemler geliştirilmektedir. Bu çalışmada enerji depolayan fonksiyonel malzemeler hazırlanmıştır. Bu amaçla öncelikle basit ve ucuz bir yöntem kullanılarak amin fonksiyonel gruplarına sahip kendiliğinden gözenekli metal-organik kafes yapıları (MOF) hazırlanmıştır. Farklı oranlarda glisidilmetakrilat, stearilmetakrilat monomerleri kullanılarak poli(GMA-ko-SMA) polimerleri sentezlenmiştir. ,MOF içerisine farklı oranlarda poli(GMA-ko-SMA) ve parafin yüklenerek kumaş örneklerde uygulamalar yapılmıştır. MOF ve kopolimerlerin yapısal karakterizasyonu Fourier Transform İnfrared Spektrofotometre; uygulaması yapılan polimerin molekül ağırlıkları jel geçirgenlik kromatografisi, yapısal aydınlatması Nükleer Manyetik Rezonans; polimer yüklü MOF ve polimer-MOF yüklü kumaş örneklerinin faz geçiş sıcaklıkları, ısı depolama kapasiteleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ile belirlendi.

Özet (Çeviri)

One of the biggest problems of developing societies is energy demand, environmental pollution arises due to increasing demand. Fossil fuels, as primary, cheap energy sources, meet this. However, in addition to being exhaustible, they have many pollutant disadvantages. Nuclear energy is risky resource; can be made practical if some problems are overcome. Sustainable, renewable energy sources have low environmental impact. Expanding the use of innovative, sustainable resources; requires efficient, effective storage. Thermal energy storage systems (TED) are energy efficient systems with low CO2 emissions; store the energy produced from primary source with phase change materials (FDM). They are used for energy requirements in conditions where there is no energy source, energy is needed. FDMs; able to store energy in the form of latent heat by solid-solid, solid-liquid phase change; with high density in storage, bidirectional, high cycle operation. However, application areas, usage ranges are limited due to flow problem of the phase transition component. Flow problem causes environmental pollution, decrease in heat storage efficiency. New functional polymers, composite and cross-linked systems are being developed to overcome the flow problem. In this study, energy-storing functional materials were prepared. For this purpose, first of all, self-porous metal-organic-lattice (MOF) with amine functional groups were prepared with simple, inexpensive method. Poly(GMA-co-SMA) synthesized using glycidylmethacrylate, stearylmethacrylate monomers in different ratios. Different ratios of poly(GMA-co-SMA) and paraffin were loaded into MOF and applications were made on fabric samples. Characterization of MOF and copolymers determined by Fourier Transform Infrared Spectrophotometer. Molecular weight of polymer by gel permeation chromatography; structure of applied copolymer by Nuclear Magnetic Resonance. Phase transition temperatures, heat storage capacities of polymer-loaded MOF and polymer-MOF-loaded fabric samples by Differential Scanning Calorimetry

Benzer Tezler

  1. Design and manufacturing of dimensionally controlled graphene based hybrid structures by core-shell electrospinning for energy storage systems

    Enerji depolama sistemleri için çekirdek-kabuk yapılı elektrodokuma yöntemi ile boyutsal kontrollü grafen tabanlı hibrit yapıların tasarımı ve üretimi

    LEILA HAGHIGHI POUDEH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET YILDIZ

    DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN

  2. Nano-scale chemically modified thin film characterization for chemical mechanical planarization applications

    Nano-boyutta kimyasal modifiye edilmiş ince filmlerin kimyasal-mekanik düzleştirme uygulamaları için karakterizasyonu

    AYŞE KARAGÖZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Mühendislik BilimleriÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜL BAHAR BAŞIM DOĞAN

  3. Environmentally friendly components for energy storage devices

    Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı

    ELENA STOJANOVSKA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ KILIÇ

  4. Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites

    Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi

    ELİFTEN SEMERCİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN

    DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ

  5. Novel honeycomb nanostructures for energy storage and nanoscale device design

    Enerji depolama ve nano ölçekte cihaz tasarımı için yeni bal peteği nano yapılar

    VELİ ONGUN ÖZÇELİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SALİM ÇIRACI