Termokimyasal ısıl depolama sistemleri için alternatif ürün geliştirilmesi
Development of new composite material for thermochemical heat storage systems
Yazar: ELİF YILDIZ
Danışman: PROF. ZAFER UTLU
İstanbul Gedik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Nüfus artışı ve sanayileşmede yaşanan gelişmelerle birlikte fosil yakıt kaynaklarının hızla tükenmesi, var olan kaynaklara ulaşımın daha maliyetli hale gelmesi ve bu kaynakların çevre üzerindeki olumsuz etkileri yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi arttırmıştır. Yenilenebilir enerj kaynaklarının sürdürülebilir ve etkin kullanımı
konusu, enerji depolama konularını ön plana çıkarmıştır. Bu nedenle, günümüzde termal enerji depolama sistemlerinin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Termal enerji depolama sistemleri sayesinde enerji, istenilen yerde ve zamanda kullanıma hazır bulunur. Termokimyasal ısı depolama, yüksek enerji depolama yoğunluğu ve düşük ısı kayıpları nedeniyle umut verici bir teknoloji olarak görülmektedir. TÜBİTAK 315M524 nolu proje kapsamında gerçekleştirilen bu çalışmada, düşük sıcaklıklı termokimyasal ısıl depolama sistemlerinde kullanılmak üzere yeni bir kompozit malzeme geliştirilmiştir. Kompozit malzeme yapısında laboratuvar ortamında oluşturulan porlara LiCl, LiNO3, MgCL2 ve CaCl2 tuzları emprenye edilerek depolama malzemesi olarak kullanılması amaçlanmıştır. Numuneler, tasarlanan prototipte farklı koşullar altında şarj ve deşarj döngüleri ile enerji depolama performanları test edilmiştir. Geliştirilen yeni kompozit malzemenin geleneksel olanlara göre daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Depolama materyali olarak kullanılan LiNO3 higroskopik tuzun 252 kj/kg ile ileriki çalışmalar için umut verici olduğu görülmüştür. Bunun yanı sıra 221 kj/kg'lık enerji depolama yoğunluğu ile en kötü sonucu CaCl2 göstermiştir.

Abstract:
With the developments in population growth and industrialization, the depletion of fossil fuel resources, the cost of access to existing resources and the negative effects of these resources on the environment increased the interest in renewable energy resources. The issue of sustainable and efficient use of renewable energy sources has
highlighted energy storage issues. Therefore, the use of thermal energy storage systems is becoming widespread. Thanks to thermal energy storage systems, energy is available at the desired location and time. Thermochemical heat storage, high energy storage density, and low heat losses are seen as a promising technology. In the study conducted within the scope of TÜBİTAK 315M524 project, a new composite material has been developed for use in low temperature thermochemical heat storage systems. It is intended to be used a storage material by impregnating LiCl, LiNO3, MgCl2 and CaCl2 salts to the pores created in the laboratory environment in the composite material structure. Samples were tested in the designed prototype for change and discharge cycles and energy storage performance under different conditions. The new composite material developed has been shown to give better results than traditional ones. LiNO3 hygroscopic salt used as storage material has been shown to be promising for future studies with 252 kj/kg. In addition, CaCl2 showed the worst result with an energy storage density of 221 kj/kg.