Denizel kaynaklardan elde edilen malzemelerin enerji depolama uygulamalarında kullanımı
Energy storage applications of the materials obtained from marine sources
Yazar: MEHMET EMRE ÇETİNTAŞOĞLU
Danışman: PROF. DR. NURAY BALKIS ; PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
İstanbul Üniversitesi / Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü / Kimyasal Oşinografi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Denizel organizmaların maruz kaldıkları farklı ortam koşulları (tuzluluk, sıcaklık, basınç, pH gibi gibi fizikokimyasal parametreler) onların kendilerine özgü farklı bileşiklere sahip olmalarına yol açabilmekte ve bu sebeple sanayide çeşitli alanlarda kullanılmalarına olanak tanımaktadır. Sahip oldukları özelliklerden dolayı da planktonik (fitoplanktonlar ve zooplanktonlar) organizmalar, mikrobiyal ve tek hücreli canlılar üzerine yoğun çalışmalar yürütülmekte olup, denizel kaynaklardan elde edilen ürünler günümüzde biyoyakıt, gübre, ilaç endüstrisi, kozmetik ve enerji üretimi gibi pekçok alanda kullanılmaktadır. 
Diğer yandan enerji depolama sistemlerinde kullanılan kaynakların sınırlı olması ve özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimin artmasına bağlı olarak üretilen enerjinin depolanma ihtiyacındaki artış, araştırmacıları düşük maliyetli ve çevreci farklı kaynaklar araştırmalarına sebebiyet vermektedir. Bu nedenle denizel kaynakların da enerji depolama sistemlerine entegre edilebilmesi için yapılacak olan çalışmalar büyük önem taşımaktadır. Tez kapsamında makro alglerin metal depolama özelliklerinden yararlanılarak lityum iyon bataryalarda anot olarak denemeleri yapılmıştır. Yapılan bu çalışma literatürde ilk defa denenmiş olup reaksiyon mekanizması aydınlatılarak yeni çalışmalar için önem arz etmektedir. Bunun yanı sıra makro alglerden ekstrakte edilen sodyum aljinat ise silisyum anotlarda bağlayıcı olarak denenmiştir. Laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilen bir diğer denizel kaynak ise midye kabukları olup, katot aktif malzemesi ve dekorasyon işleminde kullanılan kaplama malzemesi olarak çalışmalar yapılmıştır.  Tez kapsamında Haliç kıyılarından Ulva lactuca ve Chamelea gallina toplanarak düğme bataryalar elde edilmiştir. Hazırlanan bataryaların performansları incelenmiştir.

Abstract:
Different environmental conditions to which marine organisms are exposed (physicochemical parameters such as salinity, temperature, pressure, light transmittance, water circulations, nutrients, pH, dissolved oxygen and carbon dioxide, and the presence of inorganic and organic compounds) can cause them to have different compounds unique to them. For this reason, it allows them to be used in various fields in industry. Due to their characteristics, intensive studies are carried out on planktonic (phytoplanktons and zooplanktons) organisms, microbial and single-celled organisms, and products obtained from marine resources have started to constitute an important part of the world economy today. Macro algae and mussel shells are also among these sources and are used in biofuel, fertilizer, pharmaceutical industry, cosmetics, animal feed additives, food supplements and energy production. 
The limited resources used in energy storage systems and the increase in the need to store the energy produced, especially due to the increasing trend towards renewable energy sources, cause researchers to search for different low-cost and environmentally friendly sources. For this reason, studies to integrate marine resources into energy storage systems are of great importance. Macro algae are among the organisms that store the most metal in the aquatic environment. Within the scope of the thesis, macroalgae were tested as anodes in lithium-ion batteries by taking advantage of their metal storage properties. In addition, sodium alginate extracted from macroalgae has been tested as a polymeric binder in silicon anodes. Another marine resource is mussel shells, which have been studied as a cathode active material and coating material used in the decoration process. 
Within the scope of the thesis, Ulva lactuca and Chamelea gallina were collected from the shores of the Golden Horn and their electrochemical performances were analyzed.