Fonksiyonelleştirilen yüksek iç fazlı emülsiyon polimer/faz değiştiren malzeme kompozitlerinin termal enerji depolama performanslarının araştırılması
Investigation of thermal energy storage performances of functionalized high internal phase emulsion polymer/phase change material composites
- Tez No: 984057
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DERYA KAHRAMAN DÖĞÜŞCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Faz değişim malzemeleri (FDM'ler), fosil yakıtlara olan bağımlılığı ve artan küresel enerji talebini azaltmak için yaygın olarak araştırılmaktadır. FDM'lerinin yapı malzemelerine entegre edilmesi ile üretilen akıllı bina uygulamaları sıcaklık dalgalanmalarının önüne geçerek enerji tasarrufu sağlarlar. Bu çalışma, özellikle inşaatta artan enerji tüketimine yanıt olarak, enerji verimliliğini artırmak amacıyla yapı malzemesine entegre edilmiş FDM'lerin rolünü araştırmaktadır. Ultra gözenekli yüksek iç faz emülsiyon polimerleri (PoliHIPE) yüksek oranda FDM hapsetme kapasitesine sahiptirler. Ayrıca FDM içeren PoliHIPE iskeletler bina yapı elemanlarına termal konfor sağlaması amacıyla daha önce hiç entegre edilmemiştir. PoliHIPE iskelet, çapraz bağlayıcı madde olarak etilen glikol dimetakrilat kullanılarak glisidil metakrilat ve 2-etil heksil metakrilatın kopolimerizasyonu yoluyla oluşturulmuştur. Glisidil metakrilat bazlı PoliHIPE iskelet trietanolamin varlığında -OH fonksiyonel grupları yapısında bulunduran FDM afinitesi arttırılmış yapılara dönüştürülmüştür. FDM olarak belirlenen metil palmitat, sızıntı davranışı olmaksızın kütlece %60 oranında PoliHIPE matrisi içine hapsedilmiştir. Kompozit FDM'lerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu FT-IR, XRD, SEM ve BET analizleri ile belirlenmiştir. DSC analizi yaklaşık 28 ºC'de 136.43 J/g kadar ısıl enerji depolayan, TG analizi yaklaşık 180 ºC'ye kadar termal olarak kararlı kompozit yapıların başarı ile sentezlendiğini doğrulamıştır. Üretilen kompozit yapılar ardışık 1000 ısıtma/soğutma periyodu sonrasında yapısal ve termal olarak kararlıdır. Hafif betona entegre edilen PoliHIPE/FDM kompozit yapılar, betonun yoğunluk, mekanik mukavemet ve ısıl iletkenlik değerlerinde bir miktar azalmaya sebep olsalar da bina yapı malzemesi olarak kullanılmaya elverişlidir. Termoregülasyon testleri, PoliHIPE/FDM kompozit yapıların binalarda sıcaklık dalgalanmalarını dengeleme yeteneğini ortaya çıkarmıştır (ortalama -12.35 °C gündüz soğutma, 1.21 °C gece ısıtma). Bu sonuçlar, üretilen yeni PoliHIPE/MP@Hafif beton yapıların binaların ısı düzenlemesi ve enerji tasarrufu için yapı malzemesi olarak etkili bir şekilde değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Phase change materials (PCMs) are being widely researched to reduce dependence on fossil fuels and address the increasing global energy demand. Smart building applications produced by integrating PCMs into building materials provide energy savings by preventing temperature fluctuations. This study investigates the role of PCMs integrated into building materials to increase energy efficiency, particularly in response to the increasing energy consumption in construction. Ultraporous high internal phase emulsion polymers (PolyHIPE) possess high PCM entrapment capacity. Furthermore, PolyHIPE scaffolds containing PCM have never been integrated into building structural elements to provide thermal comfort. The PolyHIPE scaffold was formed by the copolymerization of glycidyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate using ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinking agent. The glycidyl methacrylate-based PolyHIPE scaffold was transformed into PCM-affinity structures containing -OH functional groups in the presence of triethanolamine. Methyl palmitate, determined as PCM, was entrapped in the polyHIPE matrix at 60% by mass without leaching. The structural and morphological characterization of the composite PCMs was determined by FT-IR, XRD, SEM, and BET analyses. DSC analysis confirmed the successful synthesis of composite structures that stored thermal energy up to 136.43 J/g at approximately 28 ºC, and TG analysis confirmed the thermal stability of the structures up to approximately 180 ºC. The produced composite structures were structurally and thermally stable after 1000 consecutive heating/cooling cycles. Although the polyHIPE/FDM composite structures integrated into lightweight concrete caused some decreases in the density, mechanical strength, and thermal conductivity of the concrete, they are suitable for use as building structural materials. Thermoregulation tests revealed the ability of polyHIPE/FDM composite structures to compensate for temperature fluctuations in buildings (average daytime cooling: -12.35 °C, nighttime heating: 1.21 °C). These results show that the newly produced PoliHIPE/MP@Lightweight concrete structures can be effectively evaluated as building materials for thermal regulation and energy saving of buildings.
Benzer Tezler
- Processing and characterization of cocufeni based high entropy alloys
Cocufeni esaslı yüksek entropili alaşımların üretimi ve karakterizasyonu
BURAK KÜÇÜKELYAS
Doktora
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
PROF. DR. DENİZ UZUNSOY
- Development of eudragit electrospun fibers functionalized by cinnamon leaf oil complexation with cyclodextrins for wound healing application
Yara örtüsü uygulaması için tarçın yaprak yağı yağı ve siklodekstrin kompleksiyonları ile fonksiyonelleştirilen eudragıt elektrospun liflerinin geliştirilmesi
MELİKE ÇOKOL ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SELİM ÇETİNER
- Synthesis of single-walled carbon nanotube/magnetic iron oxidenanocomposites
Tek duvarlı karbon nanotüp/manyetik demir oksit nano kompozitlerinin sentezi
SERDAR BOZOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- İzobütil asetatın esterleşme tepkimesi ile sentezi için fonksiyonelleştirilmiş heterojen katalizör geliştirilmesi
Development of functionalized heterogeneous catalyst in the synthesis of isobutyl acetate by esterification reactions
ERKAN FURKAN SERİNDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİT LEVENT HOŞGÜN
- Fotobaşlatılmış polimerizasyon yöntemiyle PVDF bazlı proton iletken aşı-kopolimer membran hazırlanması
Syntehesis of PVDF based proton conducting graft copolymer membranes via photoinduced polymerization
DERYA SASA