Atıktan üretilen poroz malzemeyle ısıl enerji depolama
Thermal energy storage with the waste-produced porous material
Yazar: ECE TUĞBA MIZIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA YİĞİT AVDAN ; DOÇ. DR. ŞENAY BALBAY
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Döngüsel ekonomi = Circular economy ; Faz değişimi = Phase change ; Parafin = Paraffin ; Termal enerji = Thermal energy

Özet:
Artan enerji talebiyle enerjinin verimli kullanımı ve enerji tasarrufu için çözümlerin geliştirilmesi büyük önemli kazanmıştır. Son zamanlarda, yüksek enerji yoğunluğu ve yüksek gizli ısı içeriğine sahip olan faz değişim malzemelerinin (FDM) kullanımı ile termal enerji depolaması (TED) adından sıkça söz ettirmektedir. Tez çalışmasında çevre sorunları oluşturan evsel arıtma çamuru ile akrilik reçineler ve inorganik katkılar kullanılarak poroz malzeme üretimi ve poroz malzemelere emdirilen parafin esaslı FDM yardımıyla yenilikçi bir TED malzemesi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Poroz malzemelerin ve parafin emdirilmiş FDM'lerin termal enerji depolama sürecinde kullanım potansiyelleri kısa analiz, elementel analiz, porozite testi, FTIR, Raman spektroskopisi, XRD, TGA ve DSC analizleri gerçekleştirilerek incelenmiştir. İncelemeler sonucunda üretilen poroz malzemelerin yüksek porozite, düşük kusur ve yüksek derecede grafitleşme derecesine sahip oldukları ve emdirilen parafin ile kimyasal reaksiyona girmeden bütünleştiği tesit edilmiştir. Ayrıca Co(NO3)2·6H2O@AÇ-Parafin FDM'nin (76,0773 J/g) termal enerji depolama kapasitesinin saf parafinin (150,6972 J/g) yaklaşık olarak yarısı kadar olduğu ve diğer FDM'lere göre termal enerji depolama kapasitesinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, döngüsel ekonomi kapsamında üretilen Co(NO3)2·6H2O@AÇ-Parafin FDM'nin TED depolama uygulamalarında kullanımı için geliştirme potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
In conjunction with the increasing energy demand, the development of solutions for efficient use of energy and energy-saving has become very important. Recently, thermal energy storage (TES) has been frequently mentioned with the use of phase change materials (PCM) with high energy density and high latent heat content. In the thesis study, it was aimed to develop an innovative TES material with the help of paraffin-based PCM impregnated with porous materials and porous material production using municipal wastewater treatment sludge which causes environmental problems, acrylic resins and inorganic addition agents. The potentials of porosity materials and paraffin impregnated PCMs for use in the thermal energy storage process were investigated by performing proximate analysis, elemental analysis, porosity test, FTIR, Raman spectroscopy, XRD, TGA and DSC analyzes. As a result of the investigations, it has been determined that the porous materials produced have high porosity, low defect, and a high degree of graphitization and integrate with the impregnated paraffin without chemical reaction. In addition, it has been determined that the thermal energy storage capacity of Co(NO3)2·6H2O@AÇ-Paraffin PCM (76,0773 J/g) is approximately half that of pure paraffin (150,6972 J/g) and that its thermal energy storage capacity is high compared to other PCMs. This study reveals that the Co(NO3)2·6H2O@AÇ-Paraffin PCM produced within the context of the circular economy has development potential for use in TES storage applications.