Yeni nesil silika ve grafen aerojellerin üretilmesi, geliştirilmesi ve endüstriyel alanda kullanımı
Production, development and industrial use of new generation silica and graphene aerogels
Yazar: MERVE AKIN
Danışman: PROF. DR. İSKENDER IŞIK ; PROF. DR. FATİH ŞEN
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle ileri teknolojik malzemelerin üretilmesi 
hız kazanmıştır. İleri teknolojik malzemelerden biri olan aerojeller, düşük termal 
iletkenliğe, yüksek gözenekliliğe ve yüzey alanına sahip olup hafif katı malzemelerdir. 
Aerojellerin en büyük dezavantajı olan kırılgan yapılarının azaltılması için farklı 
malzemelerle kompozit çalışması yapılmaktadır. Bu tez kapsamında da silika (SA) ve 
grafen aerojellerin (GA) sentezlenmesi ele alınmış ve bu aerojellerin geliştirilmesi adına;
kevlar kumaş takviyeli silika ve grafen aerojeller, yüksek sıcaklıklara dayanıklı elastik
malzemelerin sentezi adına ise Si/Zr/B, Si ve polimerik seramik aerojeller, ayrıca enerji 
üretimi noktasında metanol oksidasyonunda kullanılmak üzere, PtFe3O4@GA ve PtFe3O4
katalizörleri elde edilerek önemli bulgulara ulaşılmıştır. Sonuç olarak; Si/Zr/B ve Si 
seramik aerojellerin 1200°C ile en yüksek sıcaklığa dayanıklı olan malzeme olduğu 
termal kamera analizi ile gözlemlenmiştir. Aerojellere kevlar takviyesinin aerojellerin 
kırılganlığını iyileştirdiğini ve polimerik seramik aerojellerin en yüksek elastik özelliği 
gösterdiği görülmüştür. Ayrıca metanol oksidasyonu çalışmasındaki elektrokimyasal 
analizlerinde, GA'nın yapıya katılması ile 8.72 kat daha yüksek elektro-katalitik aktivite 
sağlandığı gözlemlenmiştir ve sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Araştırma 
bulguları, enerji korunumu ve enerji üretimi noktasında aerojellerin yüksek potansiyel 
sunduğunu göstermekte olup, geliştirilmesi adına elde edilen öneriler çalışma kapsamında 
listelenmiştir.

Abstract:
Today, with the development of technology, the production of advanced 
technological materials has accelerated. Aerogels, one of the advanced technological 
materials, have low thermal conductivity, high porosity and surface area and are light 
solid materials. In order to reduce the fragile structure of aerogels, which is the biggest 
disadvantage of aerogels, composite studies are carried out with different materials. 
Within the scope of this thesis, the production of silica (SA) and graphene aerogels (GA) 
was discussed and important findings were obtained by obtaining kevlar fabric reinforced 
silica and graphene aerogels for the development of these aerogels, Si/Zr/B, Si and 
polymeric ceramic aerogels for the production of flexible materials resistant to high 
temperatures, and PtFe3O4@GA and PtFe3O4 catalysts to be used in methanol oxidation 
for energy production. With the findings obtained, it was observed by thermal camera 
analysis that Si/Zr/B and Si ceramic aerogels were the material resistant to the highest 
temperature with 1200°C. It was observed that kevlar reinforcement of aerogels improved 
the brittleness of aerogels and polymeric ceramic aerogels showed the highest elastic 
properties. In addition, in the electrochemical analyses in the methanol oxidation study, 
8.72 times higher electro-catalytic activity was observed with the addition of GA to the 
structure and the results were found to be compatible. The research findings show that 
aerogels offer high potential for energy conservation and energy generation, and the 
suggestions obtained for their development are listed within the scope of the study.