Piezoelektrik aerojel malzemelerin üretimi, enerji hasadında verimliliğin artırılması
Production of piezoelectric aerogel materials, increasing efficiency in energy harvesting
- Tez No: 946774
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKAY ÖZAYTEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kimya mühendisliği, Chemical engineering
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, piezoelektrik özelliklere sahip aerojel kompozit malzemelerin sentezi gerçekleştirilmiş ve bu malzemelerin enerji hasadı uygulamalarındaki performansları detaylı bir şekilde incelendi. Araştırma kapsamında, polivinil alkol (PVA)temelli olmak üzere orta iletken ve termal dayanımlı polibenzimidazol (PBI) ve piezoseramik malzeme(baryum kalsiyum titanat zirkonat (BCZT) ve çinko oksit (ZnO)) katkılı kompozit aerojeller hazırlandı. Elde edilen piezoaerojel, kritik karbondioksit kurutma yöntemi ile 50 bar ve 120 °C'de kurutularak ve üç boyutlu makro gözenekli yapıların korunması sağlandı. Kompozit aerojellerin yüzey morfolojik özellikleri ve makro gözeneklilik dağılım grafiği FESEM ile analiz edilmiştir. Elde edilen piezoaerojel örneklerine 60 °C'de presleme işlemi uygulanarak enerji hasadı artırılmıştır. Aerojellerin yapısal özelliklerinin incelenmesi amacıyla gerçekleştirilen FTIR ve TGA analizleri sonucunda, PBI katkısının termal dayanımı artırdığı ve her üç aerojelin de yaklaşık 480 °C sıcaklıkta tamamen bozunduğu belirlendi. Malzemeye uygulanan mekanik darbeler sonucunda oluşan çıkış gerilimleri osiloskop aracılığıyla kaydedilmiş ve analiz edilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, BCZT ve ZnO katkılarının %1–%3 aralığın dakullanılmasıyla piezoelektrik performansta anlamlı bir artış gözlendi. 2 cm² yüzey alanına sahip numunelerde, parmak basıncıyla uygulanan kuvvet sonucunda maksimum 19.0 V çıkış gerilimi elde edildi. Ayrıca, Two-prob yöntemiyle yapılan ölçümlerle piezoaerojelin ürettiği çıkış güç yoğunluğu ve akım değeri belirlendi. Maksimum çıkış gücü 0.95 mm kalınlıktaki piezoaerojel malzeme için 1,280x10-3 W olarak ölçülmüştür. En yüksek çıkış gücünün%3 BCZT katkılı numuneye ait olduğu görüldü.
Özet (Çeviri)
In this study, aerogel composite materials with piezoelectric properties were synthesised and their performances in energy harvesting applications were investigated in detail. Within the scope of the research, polyvinyl alcohol (PVA)-based, medium conductive and thermally resistant polybenzimidazole (PBI) and piezoceramic material (barium calcium titanate zirconate (BCZT) and zinc oxide (ZnO)) doped composite aerogels were prepared. The obtained piezoaerogel was dried at 50 bar and 120 °C by critical carbon dioxide drying method and three-dimensional macroporous structures were preserved. Surface morphological properties and macroporosity distribution graph of composite aerogels were analysed by FESEM. Energy harvesting was increased by pressing the obtained piezoaerogel samples at 60 °C. As a result of FTIR and TGA analyses performed to investigate the structural properties of aerogels, it was determined that PBI doping increased the thermal resistance and all three aerogels were completely degraded at a temperature of approximately 480 °C. The output voltages generated as a result of mechanical impacts applied to the material were recorded and analysed by oscilloscope. According to the results of the study, a significant increase in piezoelectric performance was observed by using BCZT and ZnO dopants in the range of 1%-3%. In samples with 2 cm² surface area, a maximum output voltage of 19.0 V was obtained as a result of the force applied by finger pressure. In addition, the output power density and current value produced by the piezoaerogel were determined by measurements made by the two-probe method. The maximum output power was measured as 1,280x10-3 W for 0.95 mm thick piezoaerogel material. 3% BCZT doped sample was found to have the highest output power.
Benzer Tezler
- Synthesis of graphene aerogel and its applications
Grafen aerojel sentezlenmesi ve uygulamaları
ECEM ÇELİK
- Disk şeklindeki ince piezoelektrik plakalar kullanılarak gerçekleştirilen geniş bandlı ultrasonik dönüştürücü tasarımı
Başlık çevirisi yok
ŞABAN ERGÜN
Doktora
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektronik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İNAN GÜLER
- Kütle değişim esaslı piezoelektrik-immünosensör tasarım ve imalatı
Design and construction of a Mass-sensitive piezoelectric based immünosensor
ABDULLAH ÖZGÜVEN
- Piezoelektrik tutucunun dizayn ve analizi
The design and analysis of piezoelectric gripper
SEMİH SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Piezoelektrik yöntemle verdi ölçüm sisteminin tasarımı
Design of flow measurement system using piezoelectric method
CANER KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
PROF.DR. RAHMİ KESKİN
