Yeşil kimya ile çok fonksiyonlu mikrokapsüllenmiş faz değiştiren madde geliştirilmesi
Development of multifunctional microencapsulated phase change materials with green chemistry
Yazar: SEDAT EMİR
Danışman: PROF. DR. HALİME ÖMÜR PAKSOY
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde, fosil yakıtların tükenmesi ve atmosfere saldığı gazlar, araştırmacıları yenilenebilir enerji kaynaklarına ve bu enerjinin depolanması için araştırmalar yapmaya yönlendirmiştir. Enerjinin depolanması, enerji üretimi kadar önemlidir. Enerji depolama sistemleri arasında ise termal enerji depolama (TED) ekonomik alternatifler sunmaktadır. Termal enerji depolama ise üç farklı yöntem ile gerçekleşmektedir. Bunlar, gizli ısı depolama, duyulur ısı depolama ve termokimyasal ısı depolama yöntemleridir. Gizli ısı depolama, faz değiştiren malzemelerin, faz değişimi sırasında ısının depolanması ve geri salınmasına dayalıdır. Faz değiştiren malzemeler (FDM) ortam ile etkileşimlerini önlemek, daha kararlı hale getirmek, termal iletkenliğini iyileştirmek, çoklu fonksiyonlar kazandırmak ve bozunmayı önlemek için kapsüllenmektedir. Polimerizasyon reaksiyonları sonucu elde edilen kabuklar kapsüllenme işleminde kullanılmaktadır. Bu kapsülleme işlemlerin sürdürülebilirlik ilkeleri çerçevesinde gerçekleştirilmesi temiz enerji kaynaklarının kullanımının yanı sıra atıkların azaltılması açısından da önemlidir. 
Bu tezin amacı doğada bulunan kabuk malzemeleriyle FDM'lerin mikrokapsüllenmesi ve çok fonksiyonlu özellikler kazandırılmasıdır. Burada FDM'lerin mikrokapsülleme işlemi ilk defa yeşil kimya ilkelerine göre araştırılmış ve uygunlukları belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre doğada bulunan kabuk malzemeleri kullanılarak sentezlenen 9 adet mikrokapsülün yeşil kimya ilkelerine uyduğu, düşük atık, yüksek enerji verimliliği, doğaya zararsız sentez, bozunma için tasarım, güvenli kimyasal tasarımı ve sürdürülebilirliği sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Current concerns over depletion of fossil fuels and their atmospheric emissions accelerated the research and development studies on renewable energy storage and energy storage. Energy storage is as important as energy production. Among the energy storage Technologies thermal energy storage (TES) can offer economic alternatives. TES can be done with three different methods.  These are sensible heat storage, latent heat storage and thermochemical heat storage. Latent heat storage consists of latent heat storage and recovery by phase change materials (PCM).  PCMs are microencapsulated to avoid contact with surroundings during phase change and additional reasons like stability, enhanced thermal conductivity, multi functionality and avoiding decomposition. Shells produced from polymerization reactions are generally used in microencapsulation. Preparing these microencapsulation processes within sustainability principles is important not only for use of clean energy sources but also decreasing wastes.  
The objectives of this thesis are microencapsulating PCMs with shell materials found in nature and giving them multi-functional properties. For the first time in literature, green chemistry principles are used in PCM microencapsulation and their suitabilityare investigated. The results from 9 microcapsules synthesized with natural shell materials were in accordance with green chemistry principles including reduced wastes, high energy efficiency, environmentally friendly synthesis, safe chemical design and sustainability. Developed microencapsulated PCMs with the special shell materials and the added second layer are candidates to be used in TED systems and provide multi functions.