Geri Dön

Metal Nanoparçacık Dekore Nanokompozitlerin Isı Aktarımı Etkilerinin İncelenmesi Ve Metanol Oksidasyonu Uygulamaları

Investigation Of Heat Transfer Effects Of Metal Nanoparticle Decorated Nanocomposites And Its Applications In Methanol Oxidation

PDF İndir

  1. Tez No: 848630
  2. Yazar: BÜNYAMİN ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA OĞUZHAN ÇAĞLAYAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 65

Özet

Bu çalışmada, bir sulak alan bitkisi olan ve hasırotu veya kedi kuyruğu olarak bilinen Typha shuttleworthii püskülünün (TT) karbonsu nanomalzeme olarak enerji uygulamalarında kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. TT'nin kimyasal aktivasyon ve karbonizasyon süreçlerinin ardından öğütülmesi ile boyutu 50-250 nm arasında olan karbonsu TT (CTT) elde edilmiştir. CTT'nin uygun fonskiyonelleştirme işlemlerinin ardından, ortalama boyutu 30 nm olan AuNP'ler CTT ile başarılı bir şekilde kompleks oluşturmuştur. Kompleks oluşturma işlemi karbodiimid rotası üzerinden kendiliğinden düzenlenme mekanizması ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen CTT-AuNP'ler SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiştir. CTT-AuNP'nin kütlece %0.01-%0.5 oranlarında etilen glikol ile oluşturduğu nanoakışkanlar, 12 saat süresince kararlılığını korumuştur. Nanoakışkanların kübik kapta iki yönlü ısı aktarım performansı MATLAB kullanılarak teorik ve termal kamera kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Elde edilen en yüksek ısı aktarım katsayısı 0,367±0,021 W/mK olmuştur. Teorik hesaplamalar ile deneysel ölçümler uyumlu bulunmuştur. Son olarak, üretilen nanomalzemenin doğrudan metanol yakıt hücresi (DMFC) uygulamalarında kullanılabilirliği test edilmiştir. Bu amaçla, CTT-AuNP metanol oksidasyon reaksiyonu (MOR) için elektrot olarak kullanılmıştır. GC'nin pik akım yoğunluğu yaklaşık 0,199 mA/cm2 iken Au nanoparçacık içeren GC/CTT-AuNP elektrot yüzeyinde 1,229 mA/cm2 olarak maksimum değere ulaşmıştır. AuNP modifiye karbon malzemenin metanol oksidasyonunu elektrokatalitik olarak artırdığı anlaşılmıştır. GC/CTT-AuNP elektrot üzerinde yapılan tarama hızı çalışmalarında 0,1 M perklorik asit ortamında 0,5 M metanolün voltamogramları alınmış, metanolün oksidasyonunun difüzyon kontrollü olduğu görülmüştür. Sonuç olarak AuNP katkılı karbon nanomalzemenin metanol oksidasyonu reaksiyonlarında kullanma potansiyeli olduğu görülmüştür. Doğal ortamda bol miktarda bulunan bir bitkiden elde edilen malzemenin, çevre dostu ve katma değeri yüksek bir katalitik ürün ile bir ısı aktarım bileşeni olarak kullanılabilecek alternatif bir nanomalzeme olduğu tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the usability of Typha shuttleworthii tassel (TT), a wetland plant and known as rushwort or cattail, as a carbonaceous nanomaterial in energy applications was evaluated. By grinding TT after chemical activation and carbonization processes, carbonaceous TT (CTT) with a size between 50-250 nm was obtained. After appropriate functionalization processes of CTT, AuNPs with an average size of 30 nm were successfully complexed with CTT. The complex formation process was carried out by a self-assembly mechanism via the carbodiimide route. The obtained CTT-AuNPs were characterized by SEM and EDX analyses. The nanofluids formed by CTT-AuNP with 0.01%-0.5% ethylene glycol by mass maintained their stability for 12 hours. The two-way heat transfer performance of nanofluids in a cubic container was investigated theoretically using MATLAB and experimentally using a thermal camera. The highest heat transfer coefficient obtained was 0.367±0.021 W/mK. Theoretical calculations and experimental measurements were found to be compatible. Finally, the usability of the produced nanomaterial directly in methanol fuel cell (DMFC) applications was tested. For this purpose, CTT-AuNP was used as an electrode for methanol oxidation reaction (MOR). While the peak current density of GC was approximately 0.199 mA/cm2, it reached the maximum value of 1.229 mA/cm2 on the GC/CTT-AuNP electrode surface containing Au nanoparticles. It has been understood that AuNP modified carbon material electrocatalytically increases methanol oxidation. In scanning speed studies performed on GC/CTT-AuNP electrode, voltammograms of 0.5 M methanol in 0.1 M perchloric acid environment were taken and it was observed that the oxidation of methanol was diffusion controlled. As a result, it has been seen that AuNP-doped carbon nanomaterial has the potential to be used in methanol oxidation reactions. It has been determined that the material obtained from a plant abundant in the natural environment is an alternative nanomaterial that can be used as a heat transfer component with an environmentally friendly and high added value catalytic product.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    384953

    Influence of nanoparticle shape on colloidal plasmonic interface properties

    Nanoparçacık şeklinin koloid plazmonik arayüz özellikleri üzerine etkileri

    ELİF SARIGÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALPAN BEK

  2. Tez No

    671369

    Graphene aerogels decorated with metal (ru and ni) nanoparticles as high-performance catalysts for cox-free production of hydrogen from ammonia decomposition

    Cox emisyonu olmadan amonyak ayrıştırması ile hidrojen üretimi için yüksek performans katalizörler olarak metal nanoparçacıkları (ru ve ni) ile dekore edilmiş grafen aerojeller

    TOLGA KOÇER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER UZUN

    DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL

  3. Tez No

    591096

    Development of metal and metal oxide nanoparticles and investigation of their potential applications

    Metal ve metal oksit nanoparçacıkların geliştirilmesi ve potansiyel uygulama alanlarının incelenmesi

    ÖZGE ÇAVUŞLAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR

  4. Tez No

    795290

    Nanoparticle enabled diagnosis and combination therapy of cancer

    Nanoparçacık destekli kanser tanı ve kombine tedavi araştırmaları

    EDA ÇELİKBAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyoteknolojiKoç Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAVVA YAĞCI ACAR

  5. Tez No

    538619

    Metal nanoparçacık modifiye rutenyum-vanadyum oksit kompozit elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve hidrazin tayinine uygulaması

    Preperation and characterization of metal nanoparticles modified ruthenium-vanadium oxide composite electrodes and application to hydrazine determination

    SİBEL KARACA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    KimyaManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SÜLEYMAN KOÇAK

Geri Dön