Research Article

Faz Değişim Malzemelerinde Kullanılan İnorganik Nanomalzemelerin Multımoora Yöntemiyle Önceliklendirilmesi

Volume: 15 Number: 3 December 31, 2023
EN TR

Faz Değişim Malzemelerinde Kullanılan İnorganik Nanomalzemelerin Multımoora Yöntemiyle Önceliklendirilmesi

Öz

Faz değişim malzemeleri (Phase Change Materials (PCM)), özellikle devamlı ulaşılamayan yenilenebilir enerji kaynaklarını depolayarak ve talep edildiğinde kullanılmasını sağlayarak yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji sağlar. PCM’lerin termal enerji depolamada istenilen termodinamik, kinetik, kimyasal ve ekonomik özellikleri bir arada tek başına karşılayamamalarından dolayı farklı nanomalzemeler ile desteklenmektedir. PCM’in özelliklerini geliştirmek için kullanılan nanomalzemelerin seçimi için kritik parametreler mevcut olup, bu çalışmada inorganik nanomalzemelerin önceliklendirilmesi amaçlanmıştır. Bu noktada Çok Kriterli Karar Verme (Multi Criteria Decision Maker (MCDM)) metodolojisi oldukça kullanışlıdır. Bu çalışmada, PCM'lerde kullanılabilecek 5 farklı inorganik nanomalzeme (bakır oksit, aluminyum oksit, gümüş, titanyum oksit ve bor nitrürün) önceliklendirilmesi için Oran Analizine Dayalı Çok Amaçlı Optimizasyon Yöntemi (MULTIMOORA) kullanılmıştır. Erime noktası değişimi, gizli ısı değişimi, termal iletkenlik değişimi, ön işlem gereksinimi, toksisite ve maliyet olmak üzere 6 değerlendirme kriteri belirlenmiştir. Kriter ağırlıkları sırasıyla entropi (objektif yöntem) ve sıralama (subjektif) yöntemleriyle belirlenmiştir. Her iki kriter ağırlıklandırma yöntemine göre de erime noktası değişimi en önemli kriter olarak belirlenmiştir. MULTIMOORA sonuçlarına göre PCM'lere eklenecek en uygun inorganik nanomalzemenin bor nitrür (BN) olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

TES , PCM , MCDM , MULTIMOORA , BN

References

  1. Al Ghossein, R. M., Hossain, M. S., & Khodadadi, J. M. (2017). Experimental determination of temperature-dependent thermal conductivity of solid eicosane-based silver nanostructure-enhanced phase change materials for thermal energy storage. International Journal of Heat and Mass Transfer, 107, 697-711. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.059
  2. Aydın, A. A. (2010). The synthesis and thermal properties of novel organic phase change materials (PhD thesis). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  3. Cárdenas, B., & León, N. (2013). High temperature latent heat thermal energy storage: Phase change materials, design considerations and performance enhancement techniques. Renewable and sustainable energy reviews, 27, 724-737. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.07.028
  4. Coetzee, D., Venkataraman, M., Militky, J., & Petru, M. (2020). Influence of nanoparticles on thermal and electrical conductivity of composites. Polymers, 12(4), 742. https://doi:10.3390/polym12040742
  5. Das, D., Sharma, R. K., Saikia, P., & Rakshit, D. (2021). An integrated entropy-based multi-attribute decision-making model for phase change material selection and passive thermal management. Decision Analytics Journal, 1, 100011. https://doi.org/10.1016/j.dajour.2021.100011
  6. Demir, G., & Arslan, R. (2022) Sensitivity Analysis in Multi-Criterion Decision-Making Problems. Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 24(3), 1025-1056. https://doi.org/10.1016/j.dajour.2021.100011
  7. Fang, X., Fan, L. W., Ding, Q., Yao, X. L., Wu, Y. Y., Hou, J. F., ... & Hu, Y. C. (2014). Thermal energy storage performance of paraffin-based composite phase change materials filled with hexagonal boron nitride nanosheets. Energy conversion and management, 80, 103-109. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.01.016
  8. George, M., Pandey, A. K., Abd Rahim, N., Tyagi, V. V., Shahabuddin, S., & Saidur, R. (2020). A novel polyaniline (PANI)/paraffin wax nano composite phase change material: Superior transition heat storage capacity, thermal conductivity and thermal reliability. Solar Energy, 204, 448-458. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.04.087
  9. Huang, Z., Wang, C., Zhou, L., & Wu, C. (2021). Thermal conductivity enhancement and shape stability of phase-change materials using high-strength 3D graphene skeleton. Surfaces and Interfaces, 26, 101338. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101338
  10. Javadi, F. S., Metselaar, H. S. C., & Ganesan, P. (2020). Performance improvement of solar thermal systems integrated with phase change materials (PCM), a review. Solar Energy, 206, 330-352. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.05.106
APA
Akgün, H., Turan, E., Özkan, A., Günkaya, Z., & Banar, M. (2023). Faz Değişim Malzemelerinde Kullanılan İnorganik Nanomalzemelerin Multımoora Yöntemiyle Önceliklendirilmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 15(3), 153-165. https://doi.org/10.29137/umagd.1318413