Buğday yağından elde edilen biyodizele farklı miktarlarda grafen oksit nanopartikülünün eklenmesinin dizel motor performansı ve emisyonlarına etkisi
Effect of adding different amount of graphene oxide nanoparticles to biodiesel obtained from wheat oil on diesel engine performance and emissions
Yazar: ORKUN AKYEL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN ŞİMŞEK
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Enerji, insanların yaşamlarında ihtiyaçlarını karşılamasında temel parametrelerin başlarında yer alır. Aileden toplumlara kadar uzanan temel ihtiyaçlarının girdilerinden olan enerji, insanların yaşamlarının kaliteli ve sürdürülebilir olmasında ve ülkelerin gelişmişlik düzeyini göstermesinde önemli bir etkendir. 
Dünya nüfusun artışı ile birlikte enerji kaynaklarına olan ihtiyaçta paralelinde artırmıştır. Enerji kaynaklarına olan ihtiyaç, teknolojisinin önceki zamanlara göre hızlı artışı, sanayileşmenin yaygınlaşması, düzensiz ve hızlı artan şehirleşmelerde giderek artmıştır. Dünyadaki enerji kaynaklarının büyük bir kısmı fosil kökenli yakıtlar olarak bilinen (petrol, kömür, doğalgaz...) karşılanabilmektedir. Fosil kaynaklı yakıtların ileriki zamanlarda tükenilebilir olması herkes tarafından bilinmekte ve ayrıca bu yakıtların kullanımı çevresel kirliliğe yol açmaktadır.
Fosil kökenli yakıtlarının içerisinde en büyük payı petrol oluşturmaktadır. Fosil kaynaklarının dünya coğrafyasına bakıldığında belirli bir bölgelere dağılmış olması, geçmişte te yaşanmış olan petrol krizleri gelecekte de yaşanma riskinin olması ülkelerin ekonomilerini etkilemektedir. Ve bu durum bizim ülkemizde de olduğu gibi enerjide büyük oranda dışa bağımlı ülkelerde tam olarak bağımsız bir ülke konumundan çıkarmakla birlikte belirli platformlarda söz hakkını kısıtlamaktadır.
Çevre kirliliği başta olmak üzere, fosil yakıtların hızlı bir şekilde tükeniyor olmasından kaynaklanan petrol krizleri, bu kaynakların belirli bölgelerde yoğunlaşması ülkelerin bağımsızlığını etkilemesi yani ulusal bağımsızlık, küresel ısınma ve iklim değişiklikleri gibi önemli faktörlerden dolayı ülkeleri ve araştırmacıları daha temiz, yeni ve yenilenebilir, doğa dostu alternatif enerji kaynaklarına yönlendirmiştir. Bu alternatif enerji kaynaklarından biri de biyodizeldir. Yapılan deneylerde, D100 (%100 Dizel), BD100 (%100 Biyodizel), BD50 (%50 Biyodizel+%50 Dizel), BD30 (%30 Biyodizel+%70 Dizel), BD10 (%10 Biyodizel+%90 Dizel), BD30G25 (%30 Biyodizel+%70 Dizel+ 25 mg Grafen Oksit), BD30G50 ((%30 Biyodizel+%70 Dizel+ 50 mg Grafen Oksit), BD30G75 (%30 Biyodizel+%70 Dizel+ 75 mg Grafen Oksit), BD30G100 (%30 Biyodizel+%70 Dizel+ 100 mg Grafen Oksit) testleri gerçekleştirilmiştir. Bu yakıtlar motorda farklı yüklerde, 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W deneyleri yapılmıştır.
Bu deneyde, egzoz emisyon ile motor performans verilerinin grafiksel ve yüzdesel olarak sonuçları çıkarılmıştır. Buğday biyodizeli karışımları ile çalışan motorda, dizel yakıtına (BD0) göre hidrokarbon (HC), azot oksit (NOx), karbonmonoksit (CO) emisyonlarında azalma, karbondioksit (CO2) emisyonunda ise artış tespit edilmiştir. BD30 biyodizeline belirli oranlarda (25 ppm, 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm) grafen oksitli yakıt karışımları elde edilmiş ve bu karışımlar D100 yakıtına göre hidrokarbon (HC),  azot oksit (NOx), karbonmonoksit (CO) ve karbondioksit (CO2) emisyonu sonuçları daha da iyileşmiştir.
Anahtar Kelimeler: Biyodizel, Transesterifikasyon, Dizel Motor, Alternatif Yakıt, Egzoz Emisyonu, Motor Performansı, Nanoparçacıklar, Buğday Yağı

Abstract:
Energy is one of the basic parameters for people to meet their needs in their lives. Energy, which is one of the inputs of basic needs ranging from families to societies, is an important factor in the quality and sustainability of people's lives and in showing the level of development of countries. 
With the increase in the world population, the need for energy resources has increased in parallel. The need for energy resources has gradually increased with the rapid increase in technology compared to previous times, the spread of industrialization, irregular and rapidly increasing urbanization. A large part of the world's energy resources known as fossil fuels (oil, coal, natural gas ...) can be met. It is known by everyone that fossil fuels are exhaustible in the future and the use of these fuels causes environmental pollution.
The largest share of fossil fuels is oil. The fact that fossil resources are distributed in a certain region when the world geography is considered, the oil crises that have been experienced in the past affect the economies of the countries that have the risk of experiencing in the future. And this situation restricts the right to have a say in certain platforms in countries that are largely dependent on foreign energy, such as our country, as well as removing them from the position of a fully independent country.
Due to important factors such as environmental pollution, oil crises caused by the rapid depletion of fossil fuels, the concentration of these resources in certain regions affecting the independence of countries, ie national independence, global warming and climate changes, countries and researchers have directed countries and researchers to cleaner, new and renewable, environmentally friendly alternative energy sources. One of these alternative energy sources is biodiesel. In the experiments, D100 (100% Diesel), BD100 (100% Biodiesel), BD50 (50% Biodiesel + 50% Diesel), BD30 (30% Biodiesel + 70% Diesel), BD10 (10% Biodiesel + 90% Diesel), BD30G25 (30% Biodiesel + 70% Diesel + 25 mg Graphene Oxide), BD30G50 (30% Biodiesel + 70% Diesel + 50 mg Graphene Oxide), BD30G75 (30% Biodiesel + 70% Diesel + 75 mg Graphene Oxide), BD30G100 (30% Biodiesel + 70% Diesel + 100 mg Graphene Oxide) tests were carried out. These fuels were tested in the engine at different loads, 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W.
In this experiment, graphical and percentage results of exhaust emission and engine performance data were obtained. In the engine running with wheat biodiesel blends, a decrease in hydrocarbon (HC), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) emissions and an increase in carbon dioxide (CO2) emissions were detected compared to diesel fuel (BD0). Fuel blends with graphene oxide at certain ratios (25 ppm, 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm) were obtained for BD30 biodiesel and the results of hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) emissions were improved compared to BD0 fuel.
Keywords: Biodiesel, Transesterification, Diesel Engine, Alternative Fuel, Exhaust Emission, Engine Performance, Nanoparticles, Wheat Oil