Killerin gizli ısı depolamada kullanılması ve şekilce kararlı kompozit faz değiştiren malzemelerin üretimi

Tüm dünyada giderek artan enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için enerjinin etkin ve verimli kullanılması ya da uygun süreçlerle depolanması önemlidir. Faz değiştiren maddeler (FDM'ler), ısıl enerjinin gizli ısı olarak depolanabilmesine olanak sağlayan, sıvıdan katıya ya da katıdan sıvıya faz değişimi esnasında büyük miktarda ısının depolanmasına veya salınmasına izin veren yeni nesil enerji depolama malzemeleridir. Son yıllarda, bu malzemelerin birtakım dezavantajlarını uygun yöntemlerle ortadan kaldırmak ve şekilce kararlılığını sağlamak için çeşitli yaklaşımlar uygulanmaktadır. Öte yandan bu malzemeler kaçak sorunları ve faz geçişi sırasındaki büyük hacim değişiklikleri nedeniyle enerji dönüşüm süreçlerinde doğrudan kullanıma uygun değildirler. Ayrıca FDM'lerin ısıl iletkenliklerinin düşük olması nedeniyle ısıl enerji depolama sistemlerindeki performansları önemli ölçüde sınırlıdır. Bu çalışmada, birçok endüstride kullanılan killerin, organik bazlı kompozit faz değiştiren malzemelerin tasarımında destek malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Organik bazlı FDM/kil kompozitleri farklı kompozisyonlarda başarıyla üretildi. Kompozit FDM'lerin termal özellikleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) ile belirlendi. Ayrıca elde edilen kompozitlerin morfolojik özellikleri ve kimyasal yapıları sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak incelenmiştir. Destek malzemesi olarak kullanılan refraktif kilin kimyasal kompozisyonu belirlenmiş ve çeşitli komposizyonlarda laurik asit içerikli kompozit FDM'ler hazırlanmıştır. En yüksek FDM içeriğine sahip olan sızdırmaz özellikteki kompozit malzeme ısıl özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla genişletilmiş grafit ile modifiye edilmiştir. Isıl iletim özelliği iyileştirilmiş ve sızdırmaz özellikteki kompozitin 63,6 J/g erime entalpisine ve -61,7 J/g kristallenme entalpisine sahip olduğu bulunmuştur. Elde edilen şekilce kararlı kompozitin sahip olduğu uygun ısıl enerji depolama kapasitesi ve faz geçiş sıcaklıkları ile güneş enerjisi depolama ve binaların termoregülasyonu gibi enerji depolama uygulamalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Isıl enerji depolama, Faz değiştiren malzeme, Isı transferi