Yüksek iç fazlı emülsiyon polimer / faz değiştiren malzeme kompozitlerini içeren yenilikçi ısıl enerji depolama malzemelerinin hazırlanması
Preparation of innovative thermal energy storage materials containing high internal phase emulsion polymer/phase change material composites
- Tez No: 993548
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERYA KAHRAMAN DÖĞÜŞCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Isı enerjisi, Heat energy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Küresel ölçekte artan enerji ihtiyacı ve enerji verimliliği gereksinimleri, yenilenebilir ve atık ısı kaynaklarının etkin kullanılabilmesi için ısıl enerji depolama teknolojilerine olan ilgiyi giderek artırmaktadır. Bu çalışmada, yapısında -NH fonksiyonel grupları bulunduracak şekilde modifiye edilerek faz değişim maddesi (FDM) emperye etme kapasitesi artırılmış yüksek iç faz emülsiyon polimerlerinin (PoliHIPE) sentezi ve bu iskeletlere laurik asit (LA) emperye edilmesiyle şekilce kararlı ısıl enerji depolama (IED) kompozitlerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. PoliHIPE iskelet yapılar, GMA ve 2-EHMA monomerlerinin EGDMA çapraz bağlayıcısı varlığında polimerizasyonu ile elde edilmiş, ardından heksametilen diamin kullanılarak fonksiyonelleştirilmiştir. PoliHIPE ve PoliHIPE/FDM kompozitlerin yapısal karakterizasyonu FT-IR spektrofotometri, morfolojik incelemeler SEM analizleri ile yapılmıştır. Sızıntı testleri, fonksiyonelleştirilmemiş PoliHIPE iskeletin kütlece %60, -NH fonksiyonelleştirilmiş PoliHIPE iskeletin ise %70 oranında LA'yı sızıntısız şekilde hapsedebildiğini göstermiştir. DSC analizleri, kompozitlerin yaklaşık 43 °C'de sırasıyla 106.57 ve 123.68 J/g gizli ısı depolama kapasitesine sahip şekilce kararlı FDM yapılar oluşturulduğunu doğrulamıştır. TGA sonuçları, PoliHIPE iskeletlerin 180 °C'ye, PoliHIPE/LA kompozitlerin ise 160 °C'ye kadar termal kararlılık sergilediğini ortaya koymuştur. LA emperyesi ile ısıl iletkenlik değerleri %133'e kadar artırılmış olsa da, IED uygulamaları için daha fazla iyileştirmeye ihtiyaç duyulmaktadır. 1000 ısıtma/soğutma çevrimi sonrasında yapılan FT-IR ve DSC analizleri, kompozit FDM'lerin yüksek yapısal ve termal kararlılığa sahip olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, -NH fonksiyonel PoliHIPE iskeletlere LA'nın ilk kez başarıyla emperye edilmesiyle elde edilen bu kompozit yapılar, elektronik sistemlerin soğutulması ve batarya termal yönetimi gibi IED uygulamaları için umut vadeden bir potansiyel sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing global energy demand and energy efficiency requirements are driving growing interest in thermal energy storage technologies for the efficient use of renewable and waste heat sources. In this study, the synthesis of high internal phase emulsion polymers (PolyHIPE) with increased phase change agent (PCA) impregnation capacity, modified to include -NH functional groups in their structure, and the production of shape-stable thermal energy storage (IED) composites by impregnating these scaffolds with lauric acid (LA) were carried out. PolyHIPE scaffold structures were obtained by polymerization of GMA and 2-EHMA monomers in the presence of EGDMA crosslinker and then functionalized using hexamethylene diamine. Structural characterization of PolyHIPE and PolyHIPE/PCA composites was performed by FT-IR spectrophotometry, and morphological examinations were performed by SEM analysis. Leakage tests showed that the unfunctionalized PolyHIPE scaffold could trap 60% by mass of LA without leakage, while the -NH functionalized PolyHIPE scaffold could trap 70% by mass of LA without leakage. DSC analyses confirmed that the composites formed shape-stable FDM structures with latent heat storage capacities of 106.57 and 123.68 J/g, respectively, at approximately 43 °C. TGA results revealed that the PolyHIPE skeletons exhibited thermal stability up to 180 °C, while the PolyHIPE/LA composites showed stability up to 160 °C. Although thermal conductivity increased by up to 133% with LA impregnation, further improvements are needed for IED applications. FT-IR and DSC analyses performed after 1000 heating/cooling cycles demonstrated that the composite FDMs possess high structural and thermal stability. In conclusion, these composite structures, obtained by successfully impregnating -NH functional PolyHIPE skeletons with LA for the first time, offer promising potential for IED applications such as cooling electronic systems and battery thermal management.
Benzer Tezler
- Fonksiyonelleştirilen yüksek iç fazlı emülsiyon polimer/faz değiştiren malzeme kompozitlerinin termal enerji depolama performanslarının araştırılması
Investigation of thermal energy storage performances of functionalized high internal phase emulsion polymer/phase change material composites
GÜLŞAH ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA KAHRAMAN DÖĞÜŞCÜ
- Poliester-esaslı makrogözenekli köpüklerden açık-hücresel yapılı karbonların hazırlanması ve ısıl enerji depolamada kullanılması
Preparation of open-cellular carbons from polyesterbased macroporous foams and their use in thermal energy storage
SENA NUR YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE HİLAL MERT
- Hierarchically porous high surface area polymers with interconnected pores for fast and selective albumin adsorption
Hızlı ve seçici albümin adsorpsiyonu için hiyerarşik ve birbirine bağlı gözenek yapısına sahip olan yüksek yüzey alanlı polimerler
MERVE SÜSLÜKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM YAVUZ
- Çift duvarlı faz değiştiren madde çekirdekli nano ve mikrokapsüllerin üretimi ve tekstil uygulaması
Production and textile application of double-walled nano and microcapsules with phase change material core
SİMGE ÖZKAYALAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENNUR ALAY AKSOY
- Synthesis of acrylic based high internal phase emulsion polymers and their application in chromatography
Akrilik bazlı yüksek iç faz emülsiyon polimerlerinin sentezi ve kromatografide kullanımı
YELİZ TUNÇ
Doktora
İngilizce
2009
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEZBAN ULUBAYRAM
PROF. DR. NESRİN HASIRCI