LEE- Kimya Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 6
  • Öge
    Synthesis of silicon-graphene composite anode via magnesiothermic reduction of silica fume for high-performance lithium-ion batteries
    (Graduate School, 2023-09-20) Kayacıoğlu, Nihat Fatih ; Yavuz, Reha ; 506211026 ; Chemical Engineering
    Lithium-ion batteries are becoming crucial due to increasing global energy storage demands, benefiting performance and sustainability. As the world strives for a sustainable future and net-zero carbon emissions by 2050, there's a focus on energy efficiency, including transitioning away from internal combustion cars. Electric vehicles face challenges like limited range and long charging times, requiring research to enhance energy and power density. Commercially, graphite is used as the anode material for li-ion batteries but it has low capacity (372 mAh/g) while silicon has 4200 mAh/g capacity. Silicon has an enlargement problem and causes pulverization, therefore environmentally friendly materials are vital, and our study aims to synthesize a sustainable lithium-ion anode composite with silicon and graphene to boost energy and power density while contributing to sustainability. The silicon (Si) in this study was synthesized from silica fume in order to contribute to sustainability by using a waste product as the material source. Firstly, the silica fume was leached with acid and then subjected to magnesiothermic reduction to produce silicon metal because silicon has a higher specific capacity than silica. Graphene oxide (GO) was also synthesized from graphite by incorporating Modified Hummer's method. As a result of this reaction, multi-layered graphene oxide with a plate spacing of 0.852 nm was achieved. The resulting active material for battery anode was prepared with a composition of 1:1 Si:GO ratio. Characterization of graphene oxide, synthesized silicon and Si/rGO composite materials were carried out by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, Scanning electron microscope (SEM), elemental and Thermogravimetric analyzer. Electrochemical characterization for the material was also done by a half cell formation. Conducted tests were cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic charge-discharge (CCD) tests. As the result of these tests, CV analysis showed that the working voltage of the battery was in optimum condition and the fact that the lines were overlapping each other meant that the reaction was reversible. In the EIS test, it was observed that the internal resistance of the battery was as low as 55 mOhm even after 9 cycles. CCD tests revealed that the battery held its capacity at over 1200 mAh/g after 9 cycles, which is much greater than 372 mAh/g theoretical capacity of current commercial graphite anodes.
  • Öge
    İlaç üretim tesisinde şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesi ekserji analizi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-02-18) Aktunç Tulunay, Cansu ; Yaman, Serdar ; 506161050 ; Kimya Mühendisliği
    Hem dünya hem ülkemizde mevcut yaşamsal faaliyetlerimizi sürdürebilmek için enerji büyük bir gereksinimdir. Bu yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleşebilmesi için üretmek gerekmetkedir. Yapılacak olan üretim operasyonları kaçınılmaz olarak kaynak ve enerji tüketimlerinide beraberin de getirecektir. Dünya'da var olan enerji kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı, günümüzde kaynakların etkili kullanılması ile enerji tasarrufu yapılması büyük önem taşımaktadır. Enerji tasarrufunun gerçekleştirilmesinde en öne çıkan kısım daimi olan üretim süreçlerinin tasarım ve kurulum aşamalarında optimum enerji harcamalarının hesaplanmasının göz önünde tutulmasıdır. Bu noktada ekserji kavramı karşımıza çıkmakta olup, üretim süreçlerinde enerji kaynaklarının gerçekte ne kadar verimli kullanıldığını tespit edebilmekteyiz. Ekserji analizi sayesinde bir sistemin ya da prosesin niceliği yanında niteliği hakkında kayıpları ve terinmezlikleri tespit edebilmekteyiz. Yapılan bu analizler sonucunda sistemin ya da prosesin en çok kayıplar yaşanan noktalarını saptayarak bunları bertaraf edecek önemler için bize yol gösterici olacaktır. Ekserji analizi, termodinamiğin ikinci kanunu ile ortaya çıkmış olup yakın dönemde bir çok alanda yürütülen çalışmalar ile göz önüne çıkmıştır. Bunun sonucu olarak üretim sistemlerinin tasarımlarından ya da işletmelerinden sorumlu olan kişilerin ekserji analizi yapma yükümlülükleri oluşmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında, bir ilaç üretim tesisinde üretim operasyonlarında kullanmak üzere şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesinin ekserji analizi yapılmıştır. Ekserji analizi için prosese dahil olan giriş ve çıkış akımları tayin edilmiştir. Buna ilave olarak bu prosesin gerçekleştiği çevre koşulları ve ekserji analizinin yapılması için gerekli kabuller açıklanmıştır. Ekserji analizi için yapılan denklemlerin hesaplamaları MATLAB programı kullanılarak yapılmıştır. Şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesine dahil olan ana ekipmanların parametreleri temin edilemediğinden dolayı proseste bulunan ana yardımcı ekipmanların tek tek ekserji analizleri gerçekeştirilmiştir. Bu ekserji analizleri sırasında şehir şebeke suyunun mevsimsel dönüşümlerden etkilenmesinden dolayı kış ve yaz koşulları olmak üzere iki farklı koşulda hesaplamalar yapılmıştır. Bu prosese uygulanan ekserji analizleri sonucunda 29.18% ekserji verimi ile en büyük ekserji kaybının ısı değiştirici eşanjörün kış mevsiminde yaptığı ısıtma modu olduğu tespit edilmiştir. Kış mevsiminde şehir şebeke suyunun sıcaklık değerlerinin, proses tasarımında kabul edilen ortalam sıcaklık değerlerinden daha düşük olmasından dolayı sistemde çok fazla enerji harcaması ile ısıtma sağlandığı anlaşılmıştır.
  • Öge
    Hidrojen ayrıştırılması için sülfüre dayanıklı MOF kaplamalı PD bazlı yoğun metal membran geliştirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-07-20) Kalkan, Sevgi ; Gür Gümüşlü, Gamze ; 506191025 ; Kimya Mühendisliği
    Bu çalışmada, H2 geçirgen Pd membrana kükürt dayanıklılığı sağlayan UiO-66 kaplamalı membran geliştirilmiştir. UiO-66 tabakanın Pd yüzeyi kükürde karşı koruma seviyesini test etmek için SO2 gaz testi uygulanmıştır. Geliştirilen membran otoklav reaktör içerisinde 2.5 bar basınç ve 150℃ sıcaklık altında SO2 gazına doğrudan maruz bırakılmıştır. Membran yüzeyin SO2 uygulaması öncesi ve sonrası XRD ve FTIR analizleri gerçekleştirilmiş, PdxSy bileşiklerinin oluşumunun engellendiği görülmüştür. Bunların yanı sıra membran üretiminin her aşamasında yüzey değişimleri FTIR sonuçlarıyla desteklenmiş, membran SEM görüntüleri paylaşılmıştır.
  • Öge
    Kuru aşındırma yöntemiyle titanyum silisite seçici kontak aşındırma prosesinin optimizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-07) Kelle Bilgiç, Tuğba ; Meriçboyu, Ayşegül ; 506191028 ; Kimya Mühendisliği
    Bu çalışmada, kontak aşındırma prosesi optimize edilmesi amaçlanmıştır. Bunun için, kontak aşındırma prosesi reaktif iyon aşındırma reaktöründe iki aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamanın, silisyum üzerinde oluşturulan titanyum silisit katmanına karşı seçici olması gerekmektedir. Titanyum silisit, kontak içlerine doldurulacak metal ile silisyum arasında ara bağlantı elemanı olarak görev yapmaktadır. Kontak direçlerinin yüksek olmaması için kontak içlerinde aşındırma sonrası dielektrik malzeme (silisyum dioksit) kalıntısı veya aşındırma sırasında oluşan polimer kalıntısı kalmaması çok önemli olduğu gibi, silisyum dioksit aşındırılırken alt katmanında bulunan titanyum silisitin aşındırılmaması da çok önemlidir. Bunun gibi birden fazla katmanın bulunduğu ve alt katmanın aşındırılmaması istenen durumlarda uygulanacak yöntemin alt katmana mümkün olduğunca seçici olması istenmektedir. Bu tezde sunulan çalışmada; güç, basınç ve gaz değişkenlerinin etkisini incelemek amacıyla deneyler gerçekleştirilmiş ve deneyler iki aşamalı olarak planlanmıştır. Birinci aşamada, sabit bir gaz oranında basınç ve güç parametreleri değiştirilerek en iyi seçicilik değerini veren basınç ve güç değeri belirlenmiştir. İkinci aşamada ise birinci aşamada belirlenen basınç ve güç değeri sabit tutularak gaz bileşimi değiştirilmiş ve optimum gaz akış miktarı belirlenmiştir. Birinci aşamada, "Minitab Statistic" programı ile deneysel tasarım yöntemlerinden tam faktöriyel tasarım yöntemi ile deney parametreleri belirlenmiş, ikinci aşamada ise karışım tasarımı yöntemi ile gaz karışımları belirlenmiştir. Seçiciliği yüksek olan numunelere FIB-SEM cihazı ile kesit görüntüsü alınmış ve boyut ve profil kontrolü yapılmıştır.
  • Öge
    Destek hazırlama yöntemlerinin paladyum esaslı (Pd) yoğun metalik membran performansına etkileri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-14) Toprak, Berna ; Gür Gümüşlü, Gamze ; 506181020 ; Kimya Mühendisliği
    Bu çalışma kapsamında, bu sorunu çözemek için destek malzemesinin yüzeyinin ara tabaka ile kaplanması, böylece alümina destek malzemesinin yüzeyindeki pürüzlülükler, kusurlar düzeltilerek, gözenek boyutu da küçültülmüştür. Böylelikle yüzeyi geliştirilmiş destek malzemesi yüzeyine kaplanan Pd tabakasının yüzey morfolojisi de iyileşmiştir. Bu iyileşmeyi görebilmek için α-Al2O3/Pd, α-Al2O3/γ-Al2O3/Pd, α-Al2O3/grafit/Pd membranlarının yüzey morfolojileri ve yapıları, Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ve X-ray Işını Difraktrometresi (XRD) karakterizasyon yöntemleri ile incelenmiştir ve farklılıklar yorumlanmıştır. α-alümina destek malzemesi yüzeyine kaplanan γ-Al2O3 ara tabakası sol-jel yöntemi ile hazırlanmıştır. Destek malzemesi, böhmit (AlOOH) kullanılarak hazırlanan böhmit kaplama çözeltisine daldırılarak kaplanmıştır ve yüzeye kaplanan ince böhmit yapısını γ- Al2O3 yapısına dönüştürmek amacıyla kalsinasyon yapılmıştır. Yüzeyde γ-Al2O3 ara tabakasının elde edildiğini teyitlemek amacıyla XRD ve Termogravimetrik (TGA) analizleri yapılmıştır. İnce, çatlaksız ve düzgün bir γ-Al2O3 ara tabakasını oluşturmak için kaplama süresi (s), PVA, PEG kimyasallarının hacimsel olarak eklenme oranı ve kalsinasyon prosedürü gibi parametreler optimize edilmiştir. Böylece, böhmitle hazırlanan kaplama çözeltisine , %1,2wt PVA, %0,6wt PEG kimyasallarından sırayla hacimce %8 ve %4 eklenmesine, destek malzemesinin 30 saniye kaplama süresinde kaplanmasına ve kademeli ısıtma ile 600°C sıcaklıkta 3 saat kalsinasyon prosedüründe yapılmasına karar verilmiştir.