Atık biyokütlelerden elde edilen karbon aerojellerin enerji depolama malzemesi olarak kullanım potansiyelinin belirlenmesi
Determination of the use potential of carbon aerogels from waste biomasses as energy storage material
- Tez No: 783721
- Danışmanlar: PROF. DR. AYSUN ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Karbonlu malzemeler gözenek yapıları ve elektriksel iletkenliklerinin uygun olmasından dolayı enerji depolama ve dönüştürme sistemlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Doğal biyokütleden üretilen karbonlu malzemeler, geniş ve sürdürülebilir kaynakları ve düşük maliyetleri nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Selüloz bazlı biyokütle atıklarından elde edilen karbon aerojeller, elektriksel ve termal özelliklerinin iyi olması, makro-mikro gözeneklere sahip olması ve yapısal özelliklerinin kontrol edilebilmesi nedeniyle pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu tezde, bir atık biyokütle türü olan atık nar kabuklarından, karbon aerojel üretilmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada; karbon aerojellerin üretimi için iki farklı yöntem kullanılmıştır. İlk yöntemde dondurarak kurutmanın ardından piroliz ile karbon aerojel üretilmiş, ikinci yöntemde birinci yönteme ek alarak hidrotermal karbonizasyon yöntemi kullanılmıştır. Her iki yöntemde de piroliz sıcaklıkları 400-600-800 °C ve ısıtma hızı 5 °C/dk seçilerek deneysel çalışmalar yapılmıştır. Son aşamada ise, üretilen karbon aerojellerin yoğunluk tayini, elementel analiz, FT-IR, Raman, TGA, DSC, XRD ve SEM analizleri ile ürünlerin karakterizasyonları yapılmıştır. Buna paralel olarak yapılan iki yöntem karşılaştırılmış ve yapısal özelliği en iyi olan karbon aerojeller tespit edilmeye çalışılmıştır. Hidrotermal karbonizasyon ile elde edilen karbon aerojellerin yapısal özelliklerinin daha üstün olduğu ve daha kararlı karbon yapılarına sahip olduğu yapılan karakterizasyon çalışmaları ile belirlenmiştir. Karbon aerojellerin sentezi ve enerji depolama alanında kullanılabilirliği için hidrotermal karbonizasyon prosesi kullanımının biyokütlenin kütle ve enerji değerini yükselttiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Carbonaceous materials are widely used in energy storage and conversion systems due to their porous structure and electrical conductivity. Carbonaceous materials produced from natural biomass are of great interest due to their extensive and sustainable resources and low cost. Carbon aerogels, which are aimed to be obtained from cellulose-based biomass wastes, have many areas of use due to their good electrical and thermal properties, their macro-micropores and their controllable structural properties. From this point of view, carbon airgel was produced from waste pomegranate peels, which is a type of waste biomass, and its characterizations were carried out. In the study; Two different methods were used for the production of carbon aerogels. In the first method, carbon airgel was produced by pyrolysis after freeze-drying. In the second method, the hydrothermal carbonization method was used in addition to the first method. In both methods, experimental studies were carried out by choosing pyrolysis temperatures of 400-600-800 °C and heating rate of 5 °C/min. At the last stage, the density determination of the produced carbon aerogels, elemental analysis, FT-IR, Raman, TGA, DSC, XRD and SEM analyzes and characterization of the products were made. In parallel, the two methods were compared and the carbon aerogels with the best structural properties were tried to be determined. It has been determined by characterization studies that the structural properties of carbon aerogels obtained by hydrothermal carbonization are superior and have more stable carbon structures. As a result, the hydrothermal carbonization process increases the mass and energy value of biomass for the synthesis of carbon aerogels and their use in energy storage.
Benzer Tezler
- Organik kimyasallar ve ham petrol içeren kirlenmiş deniz suyunun tarımsal biyokütleden hidrofobik ve süper oleofilik karbon fiber aerojel üretilerek temizlenmesi
Cleaning of contaminated sea water containing organic chemicals and crude oil by production of hydrophobic and super oleophic carbon fiber aerogel from agricultural biomass
MERVE AYTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Atık biyokütlelerden elde edilen aktif karbonların karakterizasyonu ve elektrokimyasal özellikleri
Characterization and electrochemical properties of activated carbons obtained from waste biomas
HATİCE KÜBRA FALCIOĞLU
- Atık biyokütle temelli aktif karbonların sentezi, karakterizasyonu ve enerji depolama özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and investigation of the energy storage properties of waste biomass based activated carbons
MEHMET ALİ ÖZŞANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaSinop ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TABAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL YUMAK
- Hurma çekirdeklerinden hidrotermal yöntemle sürdürülebilir karbon esaslı malzemelerin üretilmesi, kirlilik giderme ve süperkapasitör performanslarının incelenmesi
The production of sustainable carbon-based materials from palm kernels through hydrothermal method, investigation of pollution removal and supercapacitor performance
ABDULBARİ GÖLGE
- Hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle gerçek ve model biyokütlelerden karbon nanoküre sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterisation of carbon nanosphere from real and model biomasses by hydrothermal carbozation method
KIVANÇ AYDINCAK