Isıl Enerji Depolama Uygulamaları için n-heptedekan@MgCO3 ve n-heptadekan@MgCO3@Ag Mikrokapsüllerinin Yeşil Kimya ile Sentezi

Yıl 2022, , 1111 - 1120, 28.02.2022

Sedat Emir , Halime Paksoy

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.876626

Öz

Günümüzde termal enerji depolamanın öneminin artmasıyla birlikte, faz değiştiren maddelerin (FDM’lerin) iyileştirme çalışmaları da önem kazanmıştır. Bu çalışmada, n-heptedekan doğada bolca bulunan magnezyum karbonat (MgCO3) minerali ile kapsüllenmiştir ve bu kapsüllerin iletkenliğini artırmak için gümüş ile kaplanmıştır. Bu amaçla MgCO3 ve MgCO3@Ag kabuk materyali içeren kapsüllerin termal, fiziksel ve kimyasal farklılıkları kıyaslanmıştır. Sentezlenen mikrokapsüllerin, MgCO3’e özgü çubuk yapısında kümelenerek tanımlanmış bir çekirdek@kabuk mikro yapısı ile iyi bir morfoloji sunmuştur Kapsüllerin termal karakterizasyonu analizi sonucunda ise, gizli ısı depolama kapasitesi kabul edilebilir değerde ve erime-donma sıcaklığı çekirdek madde ile uyumlu olduğu bulunmuştur. FDM’nin (n-heptadekan) termal iletkenliğin MgCO3 ve MgCO3@Ag kabuklarıyla, sırası ile yaklaşık 3 kat ve 4 kat arttırıldığı görülmüştür. Bu sonuçlar gösteriyor ki; bina iklimlendirme uygulamalarında kullanılabilecek çevreye zararsız, ucuz ve iyi termal özellikte kapsüller sentezlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Termal Enerji Depolama,, Enerji,, Malzeme,, Yeşil Kimya,

Destekleyen Kurum

Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma ve Projeler Birimi

Proje Numarası

FDK-2019-12047

Teşekkür

Çalışmalarım sırasında sarf malzeme ve kimyasallar için maddi imkan sağlayan Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma ve Projeler Birimi FDK-2019-12047 numaralı projeye ve YÖK 100-2000 Doktora Bursu ile burs imkanı sağlayan Yüksek Öğretim Kurumuna teşekkür ederim.

Kaynakça

• Referans1 [1]Renewables 2018, Global Status Report
• Referans2 [2]Belen Zalba., Jose M. Marin., J., Cabeza, L. F., Harald Mehling (2013). Review on thermal energy storage with phase change: materials, heat transfer analysis and applications. Appiled Thermal Engineering, 20, 251-283
• Referans3 [3]Khudhair, A. M., & Farid, M. M. (2004). A review on energy conservation in building applications with thermal storage by latent heat using phase change materials. Energy conversion and management, 45(2), 263-275.
• Referans4 [4]Benoît Stutz, Nolwenn Le Pierres, Frédéric Kuznik, Kevyn Johannes, Elena Palomo Del Barrio, Jean-Pierre Bédécarrats, Stéphane Gibout, Philippe Marty, Laurent Zalewski, Jerome Soto, Nathalie Mazet, Régis Olives, Jean-Jacques Bezian, Doan Pham Minh (2017). Storage of thermal solar energy, Comptes Rendus Physique, 18. 401-414.
• Referans5 [5]Matlack, A., Introduction to Green Chemistry, Second Edition, 1 January 2010, Pages 1-587.
• Referans6 [6]Beyhan, B., Cellat, K., Konuklu, Y., Gungor, C., Karahan, O., Dundar, C., & Paksoy, H. (2017). Robust microencapsulated phase change materials in concrete mixes for sustainable buildings. International Journal of Energy Research, 41(1), 113-126.
• Referans7 [7]Konuklu, Y., & Paksoy, H. O. (2015). The preparation and characterization of chitosan–gelatin microcapsules and microcomposites with fatty acids as thermal energy storage materials. Energy Technology, 3(5), 503-508.
• Referans8 [8]Guo, Y., Yang, W., Jiang, Z., He, F., Zhang, K., He, R., Wu, J & Fan, J. (2019). Silicone rubber/paraffin@silicon dioxide form-stable phase change materials with thermal energy storage and enhanced mechanical property. Solar Energy Materials and Solar Cells, 196, 16-24.
• Referans9 [9]Fang, Y., Yu, H., Wan, W., Gao, X., Zhang, Z. (2013). Preparation and thermal performance of polystyrene/n-tetradecane composite nanoencapsulated cold energy storage phase change materials. Energy Conversion and Management, 76, 430-436. doi: 10.1016/j.enconman.2013.07.060
• Referans10 [10]Mert, M. S., Mert, H. H., & Sert, M. (2019). Microencapsulated oleic–capric acid/hexadecane mixture as phase change material for thermal energy storage. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 136(4), 1551-1561.
• Referans11 [11]MariaDoloresRomero-Sanchez, Radu-Robert Piticescu, Adrian Mihail Motoc, Francisca Aran-Ais, and Albert IoanTudor (2018). Green chemistry solutions for sol–gel micro-encapsulation of phasechangematerialsforhightemperaturethermalenergystorage, Manufacturing Rev. 5, 8.
• Referans12 [12]Shiyu Yu, Xiaodong Wang, Dezhen Wu (2014) Microencapsulation of n-octadecane phase change material with calcium carbonate shell for enhancement of thermal conductivity and serving durability: Synthesis, microstructure, and performance evaluation, Applied Energy, 114. 632–643.
• Referans13 [13]Hao Wang, Yu Li, Liang Zhao, Xinghong Shi, Guolin Song, Guoyi Tang (2018) A facile approach to synthesize microencapsulated phase change materials embedded with silver nanoparticle for both thermal energy storage and antimicrobial purpose, Energy, 158 .1052-1059.
• Referans14 [14]Wenjin Ding, JingOuyang, HuamingYang (2016) Synthesis and characterization of nesquehonite (MgCO3·3H2O) powders from natural talc, PowderTechnology, 292, 169–175.
• Referans15 [15]Paul T. Anastas, John Charles Warner, Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, 1998-135 pages.
• Referans16 [16]Zhang, H., Wang, X., & Wu, D. (2010). Silica encapsulation of n-octadecane via sol–gel process: a novel microencapsulated phase-change material with enhanced thermal conductivity and performance. Journal of colloid and interface science, 343(1), 246-255.
• Referans17 [17]Fang, G., Chen, Z., & Li, H. (2010). Synthesis and properties of microencapsulated paraffin composites with SiO2 shell as thermal energy storage materials. Chemical engineering journal, 163(1-2), 154-159.
• Referans18 [18]Şahan, N., & Paksoy, H. (2020). Designing behenic acid microcapsules as novel phase change material for thermal energy storage applications at medium temperature. International Journal of Energy Research, 44(5), 3922-3933.