Enerji depolama sistemleri için fonksiyonel nano-yapıların tasarımı
Design of functional nanostructures for energy storage systems
- Tez No: 780779
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU OKTAY, PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- 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
- 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
2018
EnerjiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN
- 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
2015
Mühendislik BilimleriÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL BAHAR BAŞIM DOĞAN
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites
Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi
ELİFTEN SEMERCİ
Doktora
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ
- 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
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM ÇIRACI