Grafen nanoparçacık ile katkılanmış faz 
değişken enerji depolama modülündeki geçici 
ısıl yanıtlarının deneysel olarak incelenmesi
Thermal response of graphene nanoparticle embedded phase change materials in energy storage modules
Yazar: KUTLU SÖMEK
Danışman: DOÇ. DR. KERİM YAPICI
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Faz değişken malzemeler (FDM), sahip oldukları yüksek ısıl enerji depolama yeteneklerinden dolayı elektronik donanımların termal olarak korunmasında yaygın olarak kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Faz değişken malzemelerin en önemli özelliği düşük sıcaklıklarda ısıyı depolaması ve geri bırakmasıdır. Bu özelliklerinden dolayı FDM'ler uzay, havacılık, askeri, otomotiv, tekstil ve inşaat alanlarında aktif bir şekilde sayısız uygulamada kullanılmaktadır. Bununla birlikte  yüksek ısıl enerji depolama özelliklerine karşın organik FDM'lerin bilinen en önemli dezavantajları ısı iletim katsayılarının düşük olmasıdır. Bu amaçla son yıllarda FDM'lerin ısıl iletim katsayılarının artırılmasına yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Bu çalışmalar arasında yüksek ısı iletimine sahip kanatçıklar, alüminyum köpük ve balpeteği metal dolgu malzemeleri yer almaktadır. Bu metodlar ısı iletim katsayısını iyileştirebilmelerine karşın, sistemin ağırlığını artırdığı ve hacmini azalttığı için kullanılan FDM miktarını azaltmaktadır. Son yıllarda nanoteknoloji alanındaki gelişmelere paralel olarak 100nm'den daha küçük boyutta sentezlenen karbon tabanlı nanoparçacıklar ile katkılanan organik faz değişken malzemelerin ısıl iletkenliklerinde önemli derecelerde iyileştirmeler sağlanmıştır. Bu kapsamda gerçekleştirilen tez çalışmasının amacı, FDM/GNP kompozitinin, 4cmx4cmx4cm boyutlarında üretilmiş olan ısıl enerji depolama birimindeki performansının incelenmesidir. Bu çalışmada kütlece %0-10 bölüntü oranlarında grafen nanoparçacıklar ile katkılanarak ısıl iletkenlik katsayıları iyileştirilmiş FDM/GNP kompozitlerin ısıl performans özellikleri,  20W'lık (1,25W/cm2) ısı yükü verilen bir enerji depolama biriminde deneysel olarak araştırılmıştır

Abstract:
The phase change materials (PCMs) are also known as energy storage materials that possess high thermal storage properties. One of the most important features is that they release and store heat with a smaller temperature differences. Due to these properties make the PCMs attractive in a number of applications actively including space, aviation, military, automotive, textile and building etc. In spite of their attractive properties of organic PCMs, low thermal conductivities are their major drawbacks. To overcome this problem various techniques have been proposed and used in the literature to enhance the thermal response of organic PCMs. These are included the use of high conductive fins, aluminum foam and honeycomb metal matrix. Although such types of methods may work well but they considerable increase the weight and decrease the clearance volume of the systems that leads to decrease amount of used PCMs. In recent years, the advance in nanotechnology enable to synthesis of nanoparticles smaller than 100nm at various shapes and types lead to overcome low thermal conductive of organic PCMs. In these respect, the purpose of this study is to evaluate heat performances of PCM/Graphene composite in thermal storage modulus that fabricated the aspect ratio of 4cmx4cmx4cm. The thermal responses of graphene embedded PCMs composites were investigated in weight fraction of 0-10 % with power load at 20W (1,25W/cm2).