Termal enerji depolama sistemleri için atık kahve temelli sürdürülebilir kompozitlerin geliştirilmesi
Development of sustainable composites based on waste coffee for thermal energy storage systems
- Tez No: 989359
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİLGE COŞKUNER FİLİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Atık, selüloz, faz değiştiren malzemeler, termal enerji depolama, Waste, cellulose, phase change materials, thermal energy storage
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde enerjiye ihtiyacının hızla artış göstermesi ve kaynakların sınırlı hale gelmesi yenilenebilir ve sürdürülebilir alternatif enerji depolama yöntemleri içerisinden özellikle TED sistemlerini ön plana çıkmaktadır. Bunun yanısıra artan tüketimle açığa çıkan atıkların döngüsel ekonomiye dahil edilerek değerlendirilmesi sürdürülebilir bir yaklaşım olarak önem kazanmaktadır. Bu çalışmada tüketim sonrası elde edilen gıda atıklarının termal enerji depolama sistemlerinde hammadde olarak kullanımının incelenmesiyle sürdürülebilir atık ve enerji yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, tüketim sonrası elde edilen kahve atıklarının alkali ortamda kimyasal dönüşümü sonrası farklı kurutma teknikleri ile (dondurarak ve vakum kurutma) hazırlanan selüloz içeren yapılar elde edilmiş ve polietilen glikol (PEG6000) ile farklı oranlarda karıştırılarak biyokompozitler elde edilmiştir. Elde edilen biyokompozitlerin sızdırmazlık performansı, yapısal bütünlüğü ve termal enerji depolama özellikleri belirlenmiştir. Gerçekleştirilen sızdırmazlık testleri sonucunda, vakum kurutma tekniği ile hazırlanan ve %50 oranında PEG6000 içeren VS-50 kodlu numunenin, ağırlıkça %3,8 oranında sızdırmazlık dayanımı gösterdiği görülmüştür. Elde edilen biyokompozitin erime sıcaklığının saf PEG6000'in erime sıcaklığına oldukça yakın değerlerde olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, bu numunenin %281 oranında yüksek ısı verimliliği sergilediği tespit edilmiş olup, uzun süreli ve yüksek sıcaklık koşullarında termal enerji depolama uygulamalarında etkin ve güvenilir bir şekilde kullanılabilirliği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Today, the rapidly increasing need for energy and the limited availability of resources are bringing TES systems to the forefront among renewable and sustainable alternative energy storage methods. In addition, the evaluation of waste generated by increasing consumption thru its inclusion in the circular economy is gaining importance as a sustainable approach. In this study, a sustainable waste and energy approach was developed by examining the use of post-consumer food waste as a raw material in thermal energy storage systems. In line with this purpose, cellulose-containing structures were obtained by chemical conversion of post-consumer coffee waste in an alkaline environment followed by different drying techniques (freeze-drying and vacuum drying), and biocomposites were obtained by mixing with polyethylene glycol (PEG6000) in different ratios. The sealing performance, structural integrity, and thermal energy storage properties of the obtained biocomposites have been determined. As a result of the performed sealing tests, it was observed that the VS-50 coded sample prepared by the vacuum drying technique and containing 50% PEG6000 by weight showed a sealing strength of 3.8% by weight. The melting temperature of the resulting biocomposite was found to be quite close to that of pure PEG6000. Additionally, this sample was found to exhibit a high thermal efficiency of 281%, and its effectiveness and reliability for thermal energy storage applications under long-term and high-temperature conditions were determined.
Benzer Tezler
- Atık ısının değerlendirilmesi için termal enerji depolama sistemleri
Thermal energy storage systems for utilization of waste heat
METİN ÖZER YILMAZ
- Soğutma sistemleri için yeni nesil bir enerji depolama ünitesi tasarımı ve termodinamik analizi
Design and thermodynamic analysis of a novel energy storage unit for cooling systems
SADIKA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
- Farklı taban malzemesine sahip kompozit yapıların sentezi ve termal enerji depolama davranışlarının incelenmesi
Synthesis of composite structures with different base materials and investigation of thermal energy storage behaviour
ESRA AYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN ORHAN
DOÇ. DR. BEHİYE YÜKSEL
- Optimization of ground heat exchangers for sustainable heating solutions: A case study approach
Sürdürülebilir ısıtma çözümleri için toprak ısı eşanjörlerinin optimizasyonu: Bir vaka çalışması yaklaşımı
NURULLAH YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHİR FATİH ÖZTÜRK
- Faz değiştiren maddelerde termal enerji depolamasının kullanımıyla buzdolaplarında enerji verimliliğinin arttırılması
Increasing energy efficiency of refrigerators by using thermal energy storage in phase change materials
SELMA YILMAZ BAYLAN