Yağ alkolleri bazlı faz değişim malzemelerinin sentezi, karakterizasyonu ve ısıl enerji depolama özelliklerinin belirlenmesi

Bu çalışmada, ısıl enerji depolama ve salıverme özelliği sayesinde farklı sıcaklıklarda enerjiyi muhafaza edebilme ve sıcaklık dalgalanmasını azaltarak ortam sıcaklığını koruyabilme yeteneğine sahip bir seri yeni tip faz değişim maddeleri (FDM) üretilmiştir. Bu amaçla, 1-dodekanol (DD), 1-tetradekanol (TD), 1-hekzadekanol (HD) ve 1-oktadekanol (OD) gibi yağ alkolleri metilen difenil diizosiyanat (MDI), toluene diizosiyanat (TDI), hekzametilen diizosiyanat (HMDI), izoforon diizosiyanat (IPDI) ve metilenbis siklohekzildiizosiyanat (MCI) ile etkileştirilerek enerji depolama özelliğine sahip olan karbamatlar hazırlanmıştır. 1H NMR, 13C NMR ve FTIR spektroskopik analizleri beklenen kimyasal yapılara başarıyla ulaşıldığını doğrulamışlardır. DSC analizleri bazı FDM'lerin hem katı-sıvı hem de katı-katı faz geçiş özelliğine sahip olduğunu göstermiştir. Bu FDM'ler içeresinde, MCI ile hazırlanan tüm FDM'lerde katı-sıvı ve katı-katı faz geçişleri birlikte görülmüştür. DSC verileri üretilen FDM'lerin 50-130 oC aralığında erime faz değişim sıcaklıklarına, 25-166 J/g entalpi aralığında ısı depolama kapasitesine ve 10-122 oC aralığında katılaşma faz değişim sıcaklıklarına 15-137 J/g faz ısı salıverme kapasitesine sahip oldukları belirlenmiştir. FDM'lerin ısıl döngü öncesi ve sonrası kimyasal kararlılıklarının ve ısıl enerji depolama güvenirlikleri FT-IR ve DSC analizleri ile belirlenmiştir. POM inceleme sonuçları FDM kristallerinin saf yağ alkolü kristallerine kıyasla oldukça küçüldüğünü ortaya koymuştur. Ayrıca, TG analiz ölçümleri, üretilen FDM'lerin tek basamakta bozunduğunu ve limit sıcaklığın 200 oC üzerinde olduğunu göstermiştir. Çalışmanın son kısmında, FDM'lerin ısıl iletkenliklerinin arttırılması amacıyla ağırlıkça %5 oranında genişletilmiş grafit ile katkılandırılmışlardır. Katkılama sonucu FDM'lerin ısıl iletkenliklerinde maksimum %25 oranında bir artış gözlenmiştir. Tüm bulgular ışığında, üretilen FDM'lerin yaklaşık 50-130 oC sıcaklık aralığında güneş enerjisinin ısıl formda muhafaza edilmesinde, evsel su ısıtma sistemlerinde, ısı pompalarında, atık ısının depolanmasında kullanılabilme otansiyeline sahip olabilecekleri sonucuna varılmıştır.