Isıl Enerji Depolama Uygulamaları İçin Selüloz Nanofibril Temelli Parafin İçeren Kompozit Faz Değiştiren Maddelerin Üretilmesi ve Karakterizasyonu
Loading...
Date
2021-01
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
European Journal of Science and Technology
Abstract
Faz değiştiren maddeler (FDMler) sabit sıcaklıkta faz değişimine uğrayarak bulunduğu ortamdan ısı almak veya ortama ısı vermek
yoluyla ısıl konforun sürekliliğini sağlayan akıllı malzemelerdir. Bu malzemelerin sıcaklığı enerji depolama süresince hemen hemen
sabit kaldığından sabit sıcaklıktaki ısı depolama ve geri kazanma uygulamaları için tercih edilmektedirler. Yenilenebilir kaynaklardan
elde edilen bir nanomalzeme olan selüloz nanofibril (SNF) ise birçok uygulamada özellikle kompozit malzemelerin geliştirilme
aşamalarında dolgu maddesi olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ısıl enerji depolama sistemlerinde kullanıma yönelik
selüloz nanofibril iskelete sahip parafin esaslı kompozit faz değiştiren maddeler üretilmiş ve karakterize edilmiştir. FDM olarak
organik faz değiştiren madde sınıfında yer alan bir parafin olan n-hekzadekan (n-HD), kompozit matrisi olarak ise katyonik bir ajan
olan setil trimetil amonyum bromür (STAB) varlığında dondurarak şablonlama yöntemiyle elde edilen selüloz nanofibril köpük
(STAB-SNF) kullanılmıştır. Tek adımda emprenye prosesi yoluyla üretilen kompozit FDMlerin morfolojik, kimyasal ve ısıl
karakterizasyonları sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi ve
Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen FDM kompozitlerin FDM içeriği Polarize Optik
Mikroskop (POM) ile görüntülenmiştir. Yapılan emprenye işlemi sonucunda en yüksek FDM içeriğine %50 STAB-SNF köpük-%50
n-HD oranlarına sahip FDM kompozitinin sahip olduğu bulunmuştur. Yapılan DSC analizleri sonucunda bu kompozit malzemenin
erime ve kristallenme pik sıcaklıklıkları sırasıyla 20,54 °C ve 13,55 °C bulunurken, erime entalpisi 54,7 J/g, kristallenme entalpisi ise
-52,9 J/g olarak tespit edilmiştir. Kompozite ait n-hekzadekan içeriği ise %26,05 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarına
göre üretilen kompozit malzeme sahip olduğu faz geçiş sıcaklığı ve gizli ısı depolama kapasitesi sayesinde enerji etkin, çevre dostu
yeşil binaların iç mekân uygulamalarında kullanım potansiyeline sahiptir.
Description
Keywords
Faz Değiştiren Maddeler, Isıl Enerji Depolama, Selüloz Nanofibril (SNF), Kompozit Malzeme