Kompozit yakıt tankları üretim ve kullanım süreçlerinin yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of the production and usage processes of composite fuel tanks
- Tez No: 937201
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKHAN EKREM ÜSTÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Bu tez, filament sarım yöntemiyle üretilen karbon fiber sargılı ve termoplastik astara sahip kompozit yakıt tanklarının üretim süreçlerini ve kullanım aşamalarını, Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD) metodolojisi ile inceleyerek çevresel performanslarını değerlendirmektedir. Çalışma, doğalgaz depolama amacıyla geliştirilen 20 farklı prototip modelin çevresel etkilerini inceleyerek, en uygun modelin şehir içi otobüs senaryosunda kullanımını ele almıştır. Bulgular, kullanılan malzemeler ve üretim süreçlerinin çevresel etkilerini net bir şekilde ortaya koymuştur. Karbon fiber üretiminde yüksek enerji tüketimi ve fosil kaynakların, özellikle kömür ve ham petrolün kullanımı ön plana çıkmaktadır. Ayrıca, kürleme ve astar üretim süreçlerinin de çevresel etkiler üzerinde önemli bir rolü olduğu belirlenmiştir. 12 litrelik tank prototipleri arasında en iyi sonuçları veren A11 modelinin 270 bar basınç dayanımına ve düşük çevresel etkilere sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu modelin geliştirilmesi gerektiği belirlenmiştir. 63 litrelik B9 prototip modeli ise 535 bar basınca dayanarak ve küresel ısınma potansiyeli (GWP) 328,86 kg CO₂ eşdeğeri ile optimal performans sergileyen model olarak seçilmiş ve otobüs senaryosu için tercih edilmiştir. Şehir içi otobüs senaryosunda, GWP'nin %78,17'sinin otobüsün operasyonel emisyonlarından kaynaklandığı bulunmuştur. Otobüs parçalarının üretimi, GWP'ye %19,16 katkı sağlarken, kompozit tankların çevresel etkisi ise %2,42'dir. Çelik tanklar yerine kompozit yakıt tanklarının kullanımı, tank ağırlığında %66,8 ve araç ağırlığında %5,97 oranında düşüş ile yakıt tüketimi ve operasyonel emisyonlarda olumlu etkiler oluşturma potansiyeli taşır. Sonuç olarak, kompozit yakıt tankları, sundukları hafiflik ve düşük çevresel etkilerle sürdürülebilir ulaşım için etkili ve çevre dostu bir alternatif olarak öne çıkmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis evaluates the environmental performance of composite fuel tanks manufactured using the filament winding method, featuring carbon fiber reinforcement and a thermoplastic liner, by employing the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The study examines the environmental impacts of 20 different prototype models developed for natural gas storage, identifying the most suitable model for urban bus applications. The findings clearly reveal the environmental impacts associated with the materials used and the manufacturing processes. High energy consumption and the use of fossil resources, particularly coal and crude oil, are prominent in carbon fiber production. Furthermore, the curing and liner manufacturing processes are found to play a significant role in environmental impacts. Among the 12-liter tank prototypes, the A11 model demonstrated the best performance, exhibiting a pressure resistance of 270 bar and low environmental impacts, indicating the need for further development. The 63-liter B9 prototype model, withstanding a pressure of 535 bar and having a global warming potential (GWP) of 328.86 kg CO₂ equivalent, was identified as the optimal performer and was selected for the bus scenario. In the urban bus scenario, 78.17% of the GWP was attributed to the operational emissions of the bus. The production of bus components contributed 19.16% to the GWP, while the environmental impact of composite tanks accounted for only 2.42%. Replacing steel tanks with composite fuel tanks has the potential to reduce tank weight by 66.8% and overall vehicle weight by 5.97%, leading to lower fuel consumption and operational emissions. In conclusion, composite fuel tanks emerge as an effective and environmentally friendly alternative for sustainable transportation due to their lightweight nature and reduced environmental impact.
Benzer Tezler
- Type 4 700 bar hydrogen storage tank optimization study
Tip 4 700 bar hidrojen depolama tankı optimizasyon çalışması
KADİR DEMİRCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET BALKAN
PROF. DR. NURİ BÜLENT ERSOY
- Discovery of new dual cation ammine borohydrides: A computational screening study
Yeni iki metalli amin bor hidrürlerin hesaplamalı tasarımı: Bir hesapsal tarama çalışması
SAMET DEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Magnesium based hydrogen storage materials
Magnezyum esaslı hidrojen depolama malzemeleri
MERVE ILIKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ
- Havacılık taşıtlarındaki uygulamalar için karbon lif takviyeli kompozit yüksek basınç/yakıt tankı tasarımı ve üretimi
High pressure/fuel vessel reinforced with carbon fiber composite design and production for aerospace applications
OĞUZ ERYILMAZ
Doktora
Türkçe
2022
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN SANCAK
- Sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi ile 6XXX serisi alüminyum alaşımlarının alın ve bindirme kaynağının uygulanabilirliğinin incelenmesi
Investigation into butt and overlap weldability of 6XXX series Al-alloys with friction stir welding
MURAT ATLAMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER SAVAŞ DOĞANTAN