Günümüzün en önemli sorunlarından biri, nüfus artışı ve sanayileşme sonucu ortaya çıkan artan enerji ihtiyacının karşılanamamasıdır. Enerji ihtiyacının verimli bir şekilde karşılanması için enerji depolama yöntemlerinin etkin kullanılması gerekmektedir. Enerji depolama yöntemleri arasında en yaygın kullanılan yöntemlerden biri gizli ısı depolama yöntemidir. Gizli ısı depolama yönteminde, enerjinin maddede faz değişimi yoluyla sabit bir faz geçiş sıcaklığında depolanması sağlanmaktadır. Faz değiştiren maddeler, yüksek ısı depolama kapasiteleri, sürekli enerji beslemesi ve sabit sıcaklıkta kolay enerji depolanmasını sağlamaları nedeniyle gizli ısı depolaması için kullanılabilir. Bununla birlikte, faz geçişi sırasında enerjinin depolanmasını etkileyen olumsuz koşullar nedeniyle, son yıllarda uygulanan çeşitli yaklaşımlarla bu malzemeler uygun bir yapı içinde sınırlandırılmakta ve şekilce kararlı faz değiştiren maddeler elde edilmektedir. %74’den daha fazla iç faz hacmi içeren emülsiyonların polimerize edilmesiyle elde edilen poliHIPE’ler özel amaçlar doğrultusunda kullanılabilen açık hücreli yeni nesil gözenekli malzemelerdir. Son yıllarda literatürde bu malzemelerin enerji depolanması ile ilgili alanlarda da kullanımına rastlamak mümkündür.
Bu çalışmada, termal enerji depolama sistemlerinde kullanılmak üzere modifiye edilmiş Fe3O4 nanopartikülleri içeren poliHIPE kompozitleri destek malzemesi olarak başarıyla üretilmiş ve elde edilen malzemeler, n-heptadekan içeren şekilce-kararlı faz değiştiren kompozit malzemelerin hazırlanmasında kullanılmıştır. Kompozit malzemelerdeki nanopartikül varlığının, malzemelerin ısıl kararlılığına ve mekanik mukavemetine olan etkisi incelenmiştir. Elde edilen şekilce kararlı faz değiştiren malzemelerin, düşük sıcaklıktaki (20-35 °C) gizli ısı depolama uygulamaları için uygun faz geçiş sıcaklığına (Tpik-erime=27,3ºC) ve dikkate değer enerji depolama kapasitesine (ΔHerime=80,2 J/g) sahip olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: magnetit nanopartiküller, PoliHIPE kompozit, ısıl enerji depolama, faz değiştiren maddeler
|
