Akademik Veri Yönetim Sistemi
Kayaman Apohan N. (Yürütücü), Oktay B.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Diğer, 2021 - 2022
Gelişen toplumların en büyük sorunlarından birisi enerji talebidir ve artan enerji talebine bağlı olarak çevre kirliliği ortaya çıkmaktadır. Birincil ve ucuz enerji kaynakları olarak fosil yakıtlar, günümüzün enerji talebinin çok büyük bir bölümünü karşılamaktadır. Ancak bu kaynakların tükenebilir kaynaklar olmalarının yanı sıra yerel ve küresel kirletici dezavantajları çok fazladır. Nükleer enerji ise bazı problemlerin aşılması halinde pratik hale getirilebilir olsa da riskli bir enerji kaynağıdır. Sürdürülebilir enerji olarak sınıflandırılan yenilenebilir enerji kaynaklarının (rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, hidroelektrik enerji, güneş enerjisi, biyokütle enerjisi gibi) düşük çevresel etkiye sahiptir. Bu yenilikçi ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımını genişletmek, verimli ve etkili depolanmayı gerektirmektedir. Termal enerji depolama (TED) sistemleri, düşük CO2 emisyonuna sahip enerji verimliliği sağlayan sistemlerdir. Termal enerji sistemleri faz değişim malzemeleri (FDM) adı verilen sistemlerle birincil enerji kaynağından üretilen enerjiyi depolarlar. Enerji kaynağının bulunmadığı ve enerjiye ihtiyaç duyulduğu şartlarda enerji gereksiniminde kullanılırlar. FDMler; katı-katı ve katı-sıvı faz değişimiyle enerjiyi gizli ısı şeklinde depolayabilen, enerji depolamada yüksek yoğunluğa sahip, çift yönlü ve yüksek döngü sayısı ile çalışabilen malzemelerdir. Ancak uygulama alanları ve kullanım aralıkları, bu malzemelerdeki faz geçişini sağlayan bileşenin akma probleminden dolayı sınırlıdır. Aynı zamanda akma problemi çevresel kirliliğine ve ısı depolama etkinliğinin azalmasına da neden olmaktadır. Bu akma problemini aşmak için son yıllarda yeni fonksiyonel polimerler, kompozit sistemler ve çapraz-bağlı sistemler geliştirilmektedir.
Bu çalışmada enerji depolayan fonksiyonel malzemeler hazırlanmıştır. Bu amaçla öncelikle basit ve ucuz bir yöntem kullanılarak amin fonksiyonel gruplarına sahip kendiliğinden gözenekli metal-organik kafes (MOF) yapıları hazırlanmıştır. Daha sonra farklı oranlarda glisidilmetakrilat (GMA) ve stearilmetakrilat (SMA) monomerleri kullanılarak poli(GMA-ko-SMA) polimerleri sentezlenmiştir. Hazırlanan MOF yapıları içerisine farklı oranlarda poli(GMA-ko-SMA) ve parafin yüklenerek kumaş örneklerde uygulamalar yapılmıştır.
MOF ve kopolimerlerin yapısal karakterizasyonu Fourier Transform İnfrared Spektrofotometre (FT-IR) ile yapıldı. Polimerlerin molekül ağırlıkları jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), uygulaması yapılan kopolimerin yapısal aydınlatması Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) ile belirlendi. Polimer yüklü MOF yapıları ve polimer-MOF yüklü kumaş örneklerinin faz geçiş sıcaklıkları ve bu esnadaki ısı depolama kapasiteleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) tekniği ile belirlendi.