Enerji Depolama Sistemleri için Fonksiyonel Nano-yapıların Tasarımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen - Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İnci Cenik

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Burcu Oktay

Eş Danışman: Nilhan Kayaman Apohan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gelişen toplumların büyük sorunlarından birisi enerji talebidir, artan talebe bağlı olarak çevre kirliliği ortaya çıkmaktadır. Birincil ve ucuz enerji kaynakları olarak fosil yakıtlar, enerji talebinin çok büyük bölümünü karşılamaktadır. Ancak bunların tükenebilir olmalarının yanı sıra kirletici dezavantajları fazladır. Nükleer enerji ise bazı problemlerin aşılması halinde pratik hale getirilebilir, riskli bir kaynaktır. Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları düşük çevresel etkiye sahiptirler. Yenilikçi, sürdürülebilir kaynakların kullanımını genişletmek; verimli ve etkili depolanmayı gerektirmektedir. Termal enerji depolama sistemleri (TED), düşük CO2 emisyonuna sahip enerji verimliliği sağlayan sistemlerdir ve faz değişim malzemeleri (FDM) ile birincil kaynaktan üretilen enerjiyi depolarlar. Enerji kaynağının bulunmadığı, enerjiye ihtiyaç duyulan şartlarda enerji gereksiniminde kullanılırlar. FDMler; katı-katı, katı-sıvı faz değişimiyle enerjiyi gizli ısı şeklinde depolayabilen; depolamada yüksek yoğunluğa sahip, çift yönlü, yüksek döngüde çalışabilen malzemelerdir. Ancak uygulama alanları ve kullanım aralıkları, faz geçişini sağlayan bileşenin akma probleminden dolayı sınırlıdır. Akma problemi çevresel kirliliğe ve ısı depolama etkinliğinin azalmasına neden olmaktadır. Akma problemini aşmak için yeni fonksiyonel polimerler, kompozit 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 yapıları (MOF) hazırlanmıştır. Farklı oranlarda glisidilmetakrilat, stearilmetakrilat monomerleri kullanılarak poli(GMA-ko-SMA) polimerleri sentezlenmiştir. ,MOF içerisine farklı oranlarda poli(GMA-ko-SMA) ve parafin yüklenerek kumaş örneklerde uygulamalar yapılmıştır. MOF ve kopolimerlerin yapısal karakterizasyonu Fourier Transform İnfrared Spektrofotometre; uygulaması yapılan polimerin molekül ağırlıkları jel geçirgenlik kromatografisi, yapısal aydınlatması Nükleer Manyetik Rezonans; polimer yüklü MOF ve polimer-MOF yüklü kumaş örneklerinin faz geçiş sıcaklıkları, ısı depolama kapasiteleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ile belirlendi.