Isıl Enerji Depolama Amaçlı Yapıca Kararlı Yeni Bir Faz Değişim Malzemesi Olarak Silikafume/Laurik Asit (LA) Kompoziti

Yıl 2017, Cilt: 21 Sayı: 3, 967 - 973, 08.05.2017

Alper Biçer

Öz

Bu çalışma yapıca kararlı yeni bir faz değişim materyali olarak silikafume / Laurik asit(LA) kompozitinin hazırlanması, karakterize edilmesi ve ısıl enerji depolama özelliklerinin belirlenmesi üzerine amaçlanmıştır. Kompozitler LA’nın silikafume içine vakum altında emdirme yöntemiyle hazırlanmıştır. Erimiş LA silikafume içerisinde akma davranışı göstermeden %30 oranında hapsedilebilmiştir. Üretilen kompozit faz değişim malzemesi (FDM); SEM ve FT-IR analiz teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Kompozit FDM’nin ısıl enerji depolama özellikleri DSC analizleri ile belirlenmiştir. DSC analiz sonuçları kompozit FDM’nin erime noktasının ve erime entalpisinin sırasıyla 43.19 ^oC ve 73.14 J/g olduğunu göstermiştir. Çok sayıda gerçekleştirilen ısıtma-soğutma döngüleri sonucunda kompozit FDM’lerin kimyasal olarak kararlı ve enerji depolama özelliklerini önemli düzeyde koruduğunu göstermiştir. TG analiz sonuçları silikafumeye emdirilen LA’nın termal kararlılığının yüksek olduğunu ortaya koymuştur. Kompozit FDM’lerin ısıl iletkenliği farklı oranlarda karbon nano tüp (CNTs) ilave edilerek arttırılmıştır. Ayrıca CNTs ilavesinin kompozit FDM’nin ısıl enerji depolama ve salıverme süreleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

LA, Silikafume; Kompozit FDM; Isıl özellikler; Isıl enerji depolama

Kaynakça

• [1] Hadjieva, M., Kanev, St., Argirov, J. 1992. Thermophysical properties of some paraffins applicable to thermal energy storage. Solar Energy Materials and Solar Cells, 27(1992), 181–187.
• [2] Rozanna, D.,Salmiah, A.,Chuah, T.G., Medyan, R., ThomasChoong, S.Y., Sa’ari, M. 2005. A study on thermal characteristics of phase change material(PCM) in gypsum board for building application. Journal of Oil Palm Research, 17(2005), 41–46.
• [3] Hawes, D.W., Feldman, D., Banu, D. 1993. Latent heat storage in building materials. Energy and Buildings, 20(1993), 77–86.
• [4] Sarı, A., Karaipekli, A., Kaygusuz, K. 2008. Capric acid and stearic acid mixture impregnated with gypsum wallboard for low-temperature latent heat thermal energy storage. International Journal of Energy Resources, 32(2008), 154–160.
• [5] Schossig, P., Henning, H.M., Gschwander, S., Haussmann, T. 2005. Microencapsulated phase change materials integrated into construction materials. Solar Energy Materials and Solar Cells, 89(2005), 297–306.
• [6] Schossig, P., Henning, H.M., Haussmann, T., Raicu, A. 2003. Encapsulated phase change materials integrated into construction materials, in:Proceedings of the Ninth International Conference on Thermal Energy Storage ‘‘Futurestock 2003’’. Warsaw, Poland, September.
• [7] Neeper, D.A. 2000. Thermal Dynamics of wallboard with latent heats torage. Solar Energy, 68(2000), 393–403.
• [8] Khudhair, A., Farid, M., Ozkan, N., Chen, J. 2003. Thermal performance and mechanical testing of gypsum wallboards with latent heat storage, in:Proceedings of Annex 17, Advanced Thermal Energy Storage Through Phase Change Materials and Chemical Reactions Feasibility Studies and Demonstration Projects. Indore, India.
• [9] Zhou, X., Xiao, H., Feng, J., Zhang, C., Jiang, Y. 2009. Preparation and thermal properties of paraffin/poroussilica ceramic composite. Composites Science and Technology, 69(2009), 1246–1249.
• [10] Feldman, D., Banu, D., Hawes, D., Ghanbaria, E. 1991. Obtaining an energy storing building material by direct incorporation of an organic phase change material in gypsum wallboard. Solar Energy Materials, 22(1991), 231–242.
• [11] Mehling, H., Hiebier, S., Cabeza, L.F. 2002. Newson the application of PCMs for heating and cooling of buildings. Advanced thermal energy storage through phase change materials and chemical reactions feasibility studies and demonstration Project. Third workshop, IEA, ECESIA Annex17,1–2October, Tokyo, Japan.
• [12] Nomura, T., Okinaka, N., Akiyama, T. 2009. Impregnation of porous material with phase change material for thermal energy storage. Material Chemistry and Physics, 115(2009), 846–850.
• [13] Feldman, D., Banu, D., Hawes, D.W. 1995. Development and application of organic phase change mixtures in thermal storage gypsum wallboard. Solar Energy Materials and Solar Cells, 36,(1995), 147–157.
• [14] Hadjieva, M., Stoykov, R., Filipova, T. 2000. Composite salt-hydrate concrete system for building energy storage. Renewable Energy, 19(2000), 111–115.
• [15] Hawes , D.H., Feldman, D. 1992. Absorption of PCMs in concrete. Solar Energy Materials and Solar Cells, 27(1992), 91–101.
• [16] Karaipekli, A., Sarı, A. 2011. Preparation and characterization of fatty acid ester/building material composites for thermal energy storage in buildings. Energy and Buildings, 43(2011), 1952–1959.
• [17] Soltan, M.E., Rageh, H.E., Rageh, N.M.M.E. 2005. Experimental approaches and analytical technique for determining heavy metals in fallen dust at ferrosilicon production factory in Edfu, Aswan, Egypt. Journal of Zhefiang University of Science, 6B8(2005), 708–718.
• [18] Bar-Nes, G., Peled, Y., Arbel-Haddad, M., Zeiri, Y., Katz, A. 2011. The effect of high saltconcentration on the integrity of silica-fume blended cementitious matrices forwaste immobilization applications. Materials and Structure, 44(2011), 291–297.
• [19] Zhang, D., Zhou, J., Wu, K., Li, Z. 2005. Granular phase changing composites for thermal energy storage. Solar Energy, 78(2005), 471–480.
• [20] Karaipekli, A., Sarı, A. 2009. Capric–myristic acid/vermiculite composite as form- stable phase change material for thermal energy storage. Solar Energy, 83(2009), 323–332.
• [21] Karaman S., Karaipekli, A., Sarı, A., Biçer, A. 2011. Polyethylene glycol (PEG)/diatomite composite as a novel form-stable phase change material for thermal energy storage. Solar Energy Materials and Solar Cells, 95(2011), 1647-1653.
• [22] Karaipekli, A., Sarı, A., Kaygusuz, K. 2009. Thermal characteristics of paraffin/ expanded perlite composite for latent heat thermal energy storage. Energy Sources Part A, 31(2009), 814–823.
• [23] Fang, X., Zhang, Z., Chen, Z. 2008. Study on preparation of montmorillonite-based composite phase change materials and their applications in thermal storage building materials. Energy Conversion and Management, 498(2008), 718–723.
• [24] Radhakrishnan, R., Gubbins, K.E. 1999. Free energy studies of freezing in slit pores: an order- parameter approach using Monte Carlo simulation. Molecular Physics, 96(1999), 1249–1267.
• [25] Zhang, D., Wu, K., Li, Z. 2004. Tunning effect of porous media’s structure on the phase changing behavior of organic phase changing matters. Journal of Tongji Universty, 32(2004), 1163–1167.