Killerin gizli ısı depolamada kullanılması ve şekilce kararlı kompozit faz değiştiren malzemelerin üretimi
Use of clays in the latent heat storage and production of shape-stabilized composite phase change materials
- Tez No: 960998
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Isıl enerji depolama, Faz değiştiren malzeme, Isı transferi, Thermal energy storage, Phase change material, Heat transfer
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Tüm dünyada giderek artan enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için enerjinin etkin ve verimli kullanılması ya da uygun süreçlerle depolanması önemlidir. Faz değiştiren maddeler (FDM'ler), ısıl enerjinin gizli ısı olarak depolanabilmesine olanak sağlayan, sıvıdan katıya ya da katıdan sıvıya faz değişimi esnasında büyük miktarda ısının depolanmasına veya salınmasına izin veren yeni nesil enerji depolama malzemeleridir. Son yıllarda, bu malzemelerin birtakım dezavantajlarını uygun yöntemlerle ortadan kaldırmak ve şekilce kararlılığını sağlamak için çeşitli yaklaşımlar uygulanmaktadır. Öte yandan bu malzemeler kaçak sorunları ve faz geçişi sırasındaki büyük hacim değişiklikleri nedeniyle enerji dönüşüm süreçlerinde doğrudan kullanıma uygun değildirler. Ayrıca FDM'lerin ısıl iletkenliklerinin düşük olması nedeniyle ısıl enerji depolama sistemlerindeki performansları önemli ölçüde sınırlıdır. Bu çalışmada, birçok endüstride kullanılan killerin, organik bazlı kompozit faz değiştiren malzemelerin tasarımında destek malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Organik bazlı FDM/kil kompozitleri farklı kompozisyonlarda başarıyla üretildi. Kompozit FDM'lerin termal özellikleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) ile belirlendi. Ayrıca elde edilen kompozitlerin morfolojik özellikleri ve kimyasal yapıları sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak incelenmiştir. Destek malzemesi olarak kullanılan refraktif kilin kimyasal kompozisyonu belirlenmiş ve çeşitli komposizyonlarda laurik asit içerikli kompozit FDM'ler hazırlanmıştır. En yüksek FDM içeriğine sahip olan sızdırmaz özellikteki kompozit malzeme ısıl özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla genişletilmiş grafit ile modifiye edilmiştir. Isıl iletim özelliği iyileştirilmiş ve sızdırmaz özellikteki kompozitin 63,6 J/g erime entalpisine ve -61,7 J/g kristallenme entalpisine sahip olduğu bulunmuştur. Elde edilen şekilce kararlı kompozitin sahip olduğu uygun ısıl enerji depolama kapasitesi ve faz geçiş sıcaklıkları ile güneş enerjisi depolama ve binaların termoregülasyonu gibi enerji depolama uygulamalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In order to meet the ever-increasing energy demand all over the world, it is important to use energy effectively and efficiently or to store it with appropriate processes. Phase change materials (PCMs) are new generation energy storage materials that allow thermal energy to be stored as latent heat and allow large amounts of heat to be stored or released during the phase change from liquid to solid or from solid to liquid. In recent years, various approaches have been applied to eliminate some of the disadvantages of these materials with appropriate methods and to ensure their stability in form. On the other hand, these materials are not suitable for direct use in energy conversion processes due to leakage problems and large volume changes during phase transition. In addition, the performance of PCMs in thermal energy storage systems is significantly limited due to their low thermal conductivity. In this study, the usability of clays used in many industries as support materials in the design of organic-based composite phase change materials was investigated. Organic-based PCM/clay composites were successfully produced in different compositions. Thermal properties of composite PCMs were determined by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA). In addition, morphological properties and chemical structures of the obtained composites were investigated using Scanning Electron Microscope (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), respectively. The chemical composition of the refractive clay used as support material was determined and lauric acid composite PCMs were prepared in various compositions. The leakproof composite material with the highest PCM content was modified with expanded graphite in order to improve its thermal properties. The thermal conductivity was improved and the leakproof composite was found to have a melting enthalpy of 63.6 J/g and a crystallization enthalpy of -61.7 J/g. It was concluded that the obtained shape-stablized composite can be used in energy storage applications such as solar energy storage and thermoregulation of buildings with its suitable thermal energy storage capacity and phase transition temperatures.
Benzer Tezler
- Isıl enerji depolama uygulamaları için modifiye edilmiş alüminyum-silikat nanopartiküller içeren emülsiyon şablonlu gözenekli polimerlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of emulsion-templated porous polymers containing modified aluminum-silicate nanoparticles for thermal energy storage applications
SENA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE HANDE MERT
- Hirsutizm ile başvuran hastalarda cushıng sendromu sıklığı
The frequency of cushing's syndrome in patients with hirsutism
BANU AÇMAZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıErciyes Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN KELEŞTEMUR
- Teknoloji temalı komplo teorilerinin Twitter üzerinden analizi
Analysis of technology themed conspiracy theories on Twitter
YUNUS PEKYOLLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
SosyolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiSosyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVDET YILMAZ
- Orman köylerinin kalkınmasına yönelik uygulanan politikaların yoksulluk düzeyi ve orman kaynaklarının kullanımına etkisi-Muğla örneği
Affects of policies toward forest villages development on poverty level and using of forest resources: The case of Mugla
EROL SOLMAZ
- Terörizmin finansmanı suçu ve malvarlığı değerlerinin dondurulması
Terrorism financing crime and freezing of assets
BİLÂL KILINÇ