Çok Katmanlı Kapasitör

Katı Oksit Yakıt Hücreleri

Ağ yapı, NaNbO3 (NN), Aljinat Jelleşmesi, Fotokataliz

Yeşil Sentez

Dünya nüfusunun artması ile birlikte enerji talebi de giderek artmaktadır. Fosil yakıtlar gibi tükenebilir enerji kaynakları ise bu enerji talebini karşılamakta yetersiz kalmaktadır. Ayrıca, fosil yakıtlarının kullanılmasının sonucunda önemli çevresel sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu nedenlerden dolayı yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yönelim artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları sürdürülebilirlik açısından sonsuz kaynak olarak kabul edilmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları açısından enerji hasadı uygulamaları popüler hale gelmiştir. Enerji hasadı, ortamda bulunan farklı enerji kaynaklarından yararlanılarak enerji üretimini mümkün kılmaktadır. Bu enerji kaynakları arasında güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, ısıl enerji, hareket enerjisi, mekanik titreşim ve elektromanyetik dalgalar gibi farklı kaynaklar yer almaktadır. Atıl olan mekanik titreşimin yararlı elektrik enerjisine dönüştürülmesinde etkili olan enerji hasadları günümüzde güncel araştırma konuları olarak yerini almıştır. Titreşim enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesinde elektrostatik, elektromanyetik ve piezoelektrik dönüştürücüler olmak üzere üç farklı dönüştürücü bulunmaktadır. Bunlar arasında daha yüksek enerji yoğunluğa sahip olması bakımından piezoelektrik dönüştürücüler ön plana çıkmaktadır. Piezoelektrik esaslı enerji hasadı tasarımları genellikle unimorf ve bimorf olarak tasarlanmaktadır. Bu tasarımlar; basit geometrileri ve üretim kolaylığı gibi avantajlar sağlamaktadır. Literatürde üretilen enerji hasadı tasarımlarında piezoelektrik malzemeler genellikle kurşun zirkonat titanat (PZT) temelli olup, yapılan katkılamalara bağlı olarak ticari isimleri PZT4, PZT8, PZT5A ve PZT5H olarak adlandırılmaktadır. Bu malzemelere alternatif olarak Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PNN-PT) ve Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PZN-PT) gibi ikili, üçlü veya dörtlü formdaki kompleks katı eriyikler, üstün piezoelektrik özellikleri nedeniyle ticari Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) seramikler ile kıyaslanabilecek niteliktedir. Bu proje önerisinde ise dörtlü katı eriyik formundaki (1-x)[0.14 (Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-)-0.56 (Pb(Ni1/3Nb2/3)O3)-0.3 PbTiO3]- x[0.53 (Pb(Mg1/3Nb2/3)O3)-0.13 ((Pb(Ni1/3Nb2/3)O3)-0.34(PbTiO3)] (x=0,8 PMN-PNN-PZN-PT olarak kısaltılan) piezoelektrik sistemi ilk kez kullanılarak enerji hasadının tasarımı bu çalışmanın özgün değerini ortaya koymaktadır. Enerji hasadlarının tasarımında ince filmlere oranla kalın filmlerin daha avantajlı olması nedeniyle şerit döküm yöntemi ile istenilen kalınlıklarda PMN-PNN-PZN-PT esaslı piezoseramikler üretilecektir. Çalışmanın başında PZT5H prototip kullanılarak ANSYS sonlu elemanlar analiz yöntemi ile uygun enerji hasadı optimize edilecektir.

Ergiyik tuz sentezi ve topokimyasal kristal dönüştürme yöntemleri bir arada kullanılarak plakasal morfolojide ve hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak ise iğnesel morfolojide NN kristallerinin üretilmesidir. Plakasal ve iğnesel morfolojisi ile yüzey alanları artan NN kristallerinin tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan boyar maddelerin renk giderim verimleri cinsinden fotokatalitik etkinliklerinin belirlenmesidir. Her iki yöntem ile yüksek yüzey alanına sahip NN kristallerinden elde edilen sonuçlar; katı hal kalsinasyon yöntemi ile üretilen NN tozlarının özellikleri ve performansları kıyaslanmasıdır. · Yarıiletken metaloksitler arasında yaygın biçimde kullanılan titanyum dioksit (TiO2) ve çinko oksite (ZnO) alternatif olabilecek fotokatalizör (NN kristalleri) malzeme geliştirilmesi, · NN kristallerinin morfoloji kontrolü ile yüksek yüzey-hacim oranına sahip plaka ve iğnesel morflojilerinde üretilmesi sonucunda fotokalitik reaksiyonları için en önemli parametre olan yüzey alanının elde edilmesi ve fotokatalitik performansın iyileştirilmesidir.

TÜBİTAK 1001 PROJESİ 110M627

TÜBİTAK 1005 PROJESİ 114M518