TR-Dizin İndeksli Yayınlar Koleksiyonu
https://hdl.handle.net/20.500.12573/396
TR-Dizin Indexed Publications Collection2024-03-29T13:15:25Zİnce Film Kompozit Membranlar ile Basınç Geciktirmeli Ozmos (PRO) Prosesi Kullanılarak Sürdürülebilir Enerji Üretimi
https://hdl.handle.net/20.500.12573/2030
İnce Film Kompozit Membranlar ile Basınç Geciktirmeli Ozmos (PRO) Prosesi Kullanılarak Sürdürülebilir Enerji Üretimi
Uzal, Nigmet
Fosil yakıtlara bağımlılığın azalması için alternatif yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarının
bulunmasına yönelik araştırmalar gün geçtikçe artmakta ve önem kazanmaktadır. Son
yıllarda oldukça ilgi çeken “tuzluluk gradyanı esaslı ozmotik enerji” veya “mavi enerji” olarak
da bilinen enerji kaynağı, artan enerji ihtiyacını karşılamada farklı bir yenilenebilir kaynak
olarak ortaya çıkmıştır. Ülkemizdeki tuzluluk gradyanı esaslı enerji potansiyelinin
değerlendirilmesine yönelik ilk çalışma niteliğine olan bu projede öncelikle Devlet Su
İşlerinden (DSİ) elde edilen nehir debi ve tuzluluk değerleri esas alınarak teorik enerji
potansiyeli hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Teorik hesaplamalar tamamlandıktan sonra,
enerji potansiyelinin deneysel olarak belirlenmesi için sentetik ve gerçek su örnekleri
kullanılarak basınç geciktirmeli ozmos (PRO) prosesinde deneysel çalışmalar
gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla dört farklı (BW30-LE, SW30-HR, AG, AC) ticari ince film
kompozit (TFC) ters osmos membran 3-(3,4-Dihydroxyphenyl)-L-alanine (L-DOPA) ve LDOPA ile birlikte nanomalzemeler (MWCNT, TiO2, SiO2, Al2O3) kullanılarak modifiye edilmiş
ve PRO sisteminde işletilerek enerji üretim performansı lab-ölçekli deneyler ile belirlenmiştir.
TFC yapıdaki RO membranların modifikasyonu sonrası aktif yüzeylerinde meydana gelen
yapısal değişiklerin belirlenmesinde SEM, FTIR, temas açısı, ve AFM analizleri
gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları ışığında L-DOPA ile birlikte %1wt TiO2 nanomalzeme ile
modifiye edilmiş BW30-LEmembranı 1,61 W/ m2 en yüksek PRO güç üretim potansiyelini
göstermiştir. Gerçek su örnekleri ile gerçekleştirilen PRO deneylerinde Akdeniz, Karadeniz,
Marmara ve Ege Denizlerinden deniz suyu ve bu denizlere dökülen Seyhan, Ceyhan, Büyük
Menderes, Gediz, Susurluk, Kızılırmak ve Yeşilırmak nehirlerinin karıştığı noktalardan
örnekler alınarak ülkemizde tuzluluk gradyanı esaslı bu enerjiye ilişkin potansiyel
belirlenmiştir. Geçek su numunelerinde en yüksek enerji üretim performansı 56,8 mS/cm
iletkenliğe sahip Akdeniz ile 586 µS/cm iletkenliğe sahip Ceyhan ve Seyhan nehrinin PRO
prosesi uygulamasından 5 ve 10 barda sırasıyla 0,47 ve 0,68 W/m2 olarak bulunmuştur.; In order to decrease dependence on fossil fuels, researches on finding alternative renewable
and clean energy sources have been increasing and gaining importance. In recent years, the
energy source, also known as “salinity gradient based osmotic energy” or “blue energy”
which attracts quite attention, has emerged as a alternative renewable resource in meeting
the increasing energy need. In this project, which is the first study to evaluate the salinity
gradient based energy potential in our country, primarily theoretical energy potential
calculations have been made by taking the river flow and salinity values obtained from State
Hydraulic Works (DSI). After the theoretical calculations were completed, experimental
studies were carried out in the PRO process using synthetic and real water samples to
determine the experimentally energy potential. For this purpose, four different (BW30-LE,
SW30-HR, AG, AC) commercial thin film composite (TFC) reverse osmosis membranes have
been modified using nanomaterials with 3-(3,4-Dihydroxyphenyl)-L-alanine (L-DOPA) and LDOPA (MWCNT, TiO2, SiO2, Al2O3) and energy production by the pressure retarded osmosis
(PRO) system performance was determined by lab-scale experiments. SEM, FTIR, contact
angle, and AFM analyzes were performed to determine the structural changes in active
surfaces after modification of RO membranes in TFC character. According to the test results,
BW30-LE membrane modified with 1% wt TiO2 nanomaterial with L-DOPA showed the
highest PRO power generation potential of 1.61 W/m2
. In the PRO experiments carried out
with real water samples collected from the Mediterranean, Black Sea, Marmara and Aegean
Seas and the rivers poured into these seas, Seyhan, Ceyhan, Büyük Menderes, Gediz,
Susurluk, Kızılırmak and Yeşilırmak rivers, the potential for this energy based on salinity
gradient was determined. The highest energy production performances were observed as
0.47 and 0.68W/m2 in 5 and 10 bar, respectively, from application of PRO process of Ceyhan
ans Seyhan river having 586 µS/cm conductivity and Mediterranean, having 56.8 mS/cm
conductivity.
2018-01-01T00:00:00ZEkran uygulamaları için bulanıklı azaltıcı metal nanotel saydam elektrotlar
https://hdl.handle.net/20.500.12573/2029
Ekran uygulamaları için bulanıklı azaltıcı metal nanotel saydam elektrotlar
Çıtır, Murat; Şen, Ünal; Kılıç, Ahmet; Canlier, Ali; Ata, Ali
Günümüzde kullanılmakta olan İndiyum Kalay Oksit (ITO) saydam elektrotnunun indiyum
elementinin doğada az bulunması, malzemelerin ve prosesin pahalı olması, esnek ve
dokunmatik ekranlarda ölümcül olabilecek mekanik kırılganlığının olması gibi özellikleri
kullanımını sınırlamaktadır. ITO’nun yerine geçebilecek karbon nanotüp, grafen ve metal nanotel
elektrotlar gibi gelecek vaat eden saydam iletken malzemeler çalışılmaktadır. Bunlar arasında
metal nanoteller, ITO’nun sayılan dezavantajlarını gidermesine ek olarak optik ve elektriksel
özelliklerinin en az ITO kadar iyi olmasından dolayı özellikle gelecek vaat etmektedir. Metal
nanoteller çözelti sentezi yöntemiyle yüksek verimde üretilebilir ve çözeltiye dağıtılmış nanoteller
spin-coating veya sprey yöntemiyle geniş subtratlara kolayca kaplanabilir. Bu devrim
niteliğindeki teknoloji özellikle mekanik esneklik isteyen ürünlerde kullanılmak üzere ekran
endüstrisine büyük etkisi olacaktır.
Önerilen proje kapsamında, hedef geçirgenlik başına nanotel elektrotların iletkenliği iki
yöntemle geliştirilmesi amaçlanmaktadır: 1) daha ince ve daha uzun nanoteller sentezleyip
kesişim nokta (junction) sayısını azaltmak ve 2) nanoteller üzerindeki oksit tabakasını gidererek
ve nanotelleri iletkenliği yüksek altın (veya inert metal) tabakasıyla kaplayarak junction direncini
azaltmak. Böylece bu çalışmayla ekran uygulamaları için hedeflenen levha direncine daha az
nanotel kullanılarak ulaşılacaktır. Bu durum toplam geçirgenliğin iyileşmesini ve bulanıklık
seviyesinin düşmesini sağlayacaktır. Son çalışmalara göre bulanıklık seviyesi 8 ohm/sq levha
direnç ve %80 diffusive geçirgenlikte %15 seviyesindedir. Bulanıklık seviyesinin yüksek olması
güneş pilleri için bir avantaj iken, yüksek-teknolojik ve askeri uygulamalarda kullanılacak
ekranlar için düşük bulanıklık (<5%) seviyesine ihtiyaç vardır. Önerilen projede nanotellerin enboy oranını küçülterek ve junction direncini azaltarak toplam bulanıklığın azaltılmasıyla bu
teknolojinin ekranlar için uygun hale gelmesi amaçlanmaktadır.; Currently used Indium Tin Oxide (ITO) transparent electrode has limitations including
scarcity of indium, high costs of materials and processing as well as mechanical brittleness that
could be fatal to flexible displays and touch screens. Promising candidates being studied for
replacing ITO are carbon nanotubes (CNT), graphene, and metal nanowire electrodes. Among
them, metal nanowire electrode is especially promising since it is able to overcome the
limitations of ITO listed above while providing similar or superior optical and electrical properties
compared to those of ITO. Metal nanowires can be fabricated using the solution synthesis
methods with high yield, and the solution suspended nanowires can simply be spin-coated or
sprayed onto a large scale substrate. This revolutionary technology is expected have a
significant impact for the display industry, especially for flexible displays that requires
mechanical flexibility.
We propose to improve the conductivity of the nanowire electrode per target transmittance
by 1) reducing the number of junctions by synthesis of longer and thinner nanowires and 2)
minimizing the junction resistance itself by removal of oxide and coating with inert metal
passivation that has high conductivity. Therefore, our work will achieve the targeted sheet
resistance for display application with less nanowires that will result in improved total
transmittance and consequently minimize haze. The current level of haze is 15% at 8 ohm/sq
sheet resistance and 80% diffusive transmittance as reported by Hu et al. Our recent work in
modifications to the polyol synthesis has allowed us to obtain longer and thinner nanowire that
reduced haze down to ~7% at <20 ohm/sq sheet resistance and 80% diffusive transmittance.
Whereas high haze value is an advantage for solar cell applications, displays for high-tech
devices and military applications, much lower haze value (<5%) is desired. Our proposed study
aims to tackle both aspects of reducing aspect ratio and reducing junction resistance to reduce
the overall haze to make this technology suitable for displays.
2015-01-01T00:00:00ZNanotanecikler İçeren Yüksek Miktarda Doğal Puzolan Katkılı Çimentolar: Özellikler, Hidratasyon ve Hamur İç Yapısı
https://hdl.handle.net/20.500.12573/2028
Nanotanecikler İçeren Yüksek Miktarda Doğal Puzolan Katkılı Çimentolar: Özellikler, Hidratasyon ve Hamur İç Yapısı
Uzal, Burak; Korkanç, Mustafa; Karahan, Okan
Çimento sektörü dünya genelinde atmosfere salınan CO2 gazının %7’sinden tek başına
sorumludur. Çimento sektörü odaklı CO2 emisyonlarının azaltılabilmesinde en etkin yol,
çimentolardaki mineral katkı kullanım oranının yükseltilebilmesidir. Bunun önündeki en büyük
engel göreceli olarak yüksek miktarda mineral katkılı çimentoların geç priz süreleri, düşük
dayanımları ve yüksek büzülme eğilimleridir. Son yıllarda nanoteknolojiye olan ilgi artışıyla
beraber, nanotaneciklerin çimento sistemlerinde kullanımına yönelik çalışmalar dikkat
çekmektedir.
Bu projede yüksek miktarda doğal puzolan içeren çimentolara nanotanecik ilavesinin, farklı
doğal puzolan tiplerine de bağlı olarak, bu çimentoların hidratasyonu, hamur iç yapısı ve
özellikleri üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Yirmi üç farklı doğal puzolanik malzemeden türlerini
en iyi şekilde yansıtacak şekilde seçilen bir zeolit, bir pomza ve bir volkanik tüfün her birisi,
ağırlıkça %50 oranında Portland çimentosuna ikame edilerek katkılı çimentolar hazırlanmıştır
(toplam 20 farklı çimento kompozisyonu). Bu çimentolara %1 ve %2 oranlarında nanoCaCO3 ve nano-SiO2 tanecikleri ilave edilerek, çimentoların hidratasyonu, hamurların iç
yapısı ve harç özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda izotermal kalorimetreyle hidratasyon
kinetiği, taze hamurların vizkositesi, termal analizle sertleşmiş hamurların kalsiyum hidroksit
ve bağlanmış su içerikleri, elektron mikroskobuyla iç yapı gözlemleri, harçların dayanımları
ve büzülme (rötre) ölçümleri gerçekleştirilmiştir.
Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda nanotanecik ilavesinin, yüksek miktarda doğal
puzolan içeren çimentoların başta hidratasyon kinetiği (reaksiyon hızı ve açığa çıkan
hidratasyon ısısı) olmak üzere, iç yapısını mikro ve nano düzeyde modifiye ettiği tespit
edilmiştir. Çimento harçlarında %19’a varan oranlarda basınç dayanımı artışları ile
büzülmelerde belirgin düşüşler gözlenmiş ve bu durumun nanotanecik ilavesiyle hamur iç
yapısının gözenek boyut dağılımında meydana gelen yoğunlaşmayla ilgili olduğu
değerlendirilmiştir.; In the world cement industry is solely responsible for 7% of CO2 emitted into the
atmosphere. The most effective way to reduce of CO2 emissions from the cement
sector is increasing the utilization rate of mineral admixtures in cements. The greatest
obstacle to this is some negative properties mineral blended cements such as delay in
setting time, relatively lower strength performance and high shrinkage tendency. In
recent years there is an increasing attention on nanotechnology applications and
accordingly to use of nanoparticles in Portland cement systems.
In this project, the effects of nanoparticle addition into high-volume natural pozzolan
blended cements on their hydration, microstructure and properties, depending on the
type of natural pozzolan were investigated experimentally. Among twenty three natural
pozzolanic materials, one representative sample was selected from zeolite, pumice
and volcanic tuff groups of materials. These selected pozzolans were used to obtain
blended cements containing 50% natural pozzolans by mass (totally twenty different
cements). 1% and 2%( by weight of blended cements) nano-CaCO3 ve nano-SiO2
particles were added to the cementious systems and the hydration, paste
microstructure and mortar properties of the cements were determined. In this context,
hydration kinetics by isothermal calorimetry, viscosity of fresh pastes, calcium
hydroxide and bound water content of hardened cement pastes, microstructure
observations by electron microcopy, strength and shrinkage of mortars of the cements
were determined experimentally.
As conclusions of experimental studies, it was determined that nanoparticle addition
modifies hydration kinetics (reaction rate and heat of hydration) of the high-volume
natural pozzolan blended cements and the microstructure of their hardened pastes. I
was observed that there are increases in compressive strength up to 19% as well as
some reductions in shrinkage values of mortars. These improvements were associated
with the improvements in microstructure of hardened cement pastes including pore
size distribution.
2016-01-01T00:00:00ZFotonik Fener Tabanlı Eş‐Fazlı Alıcı Performans Analizi
https://hdl.handle.net/20.500.12573/2027
Fotonik Fener Tabanlı Eş‐Fazlı Alıcı Performans Analizi
Özdür, İbrahim Tuna
Bos uzay es fazlı algılama sistemlerinin performanslarını arttırmak için fotonik fenerli sistemler önerilmistir (US 9322992 ). Bu projede fotonik fenerli es fazlı alıcıların sistem performansına nasıl katkı yaptıkları incelenmis ve sonrasında sistem seviyesinde nasıl gelistirmelere sebep olacagı arastırılmıstır. Bu çalısma sonucunda fotonik fener tabanlı sistemlerin sinyal gürültü oranına önemli sekilde katkı sagladıkları bulunmustur. Bu sinyal gürültü oranındaki gelisimi asıl önemli parametre olan hata oranına çevirmek için yogun çalısmalarda bulunulmus ve sonuçlar proje raporunda sunulmustur. Hata oranındaki degisim farklı optik güçlerde farklı degerlerde olmustur. Örnegin 250 mW gönderilen optik güç için hata oranı kabul edilmeyen %40 dan, bu tarz sistemler için kabul edilebilir olan %10 seviyesine indirilmistir. Ayrıca fotonik fenerlerin agırlık güç tüketimi gibi parametrelere katkısı da arastırılmıs ve en büyük katkılarının aynı performans için gereken 1.5 kat daha kısa çapı olan optik lens oldugu degerlendirilmistir.; Photonic lantern based systems are introduced in order to improve the performance
characteristics of free space coherent receivers. In this project, the performance effect of
photonic lanterns on free space coherent receivers is analyzed. It is found that photonic
lanterns improve the signal to noise ratio significantly. From the system perspective the error
is the figure of merit for such systems; hence the error rate performance of photonic lantern
based systems is also analyzed and presented in this report. Different transmitter optical
powers result in different improvement ratios, for example if the transmitted optical power is
250 mW the error rate is improved from 40% to 10% using photonic lanterns. Photonic lanterns
may also improve the size weight and power of a system. We have found that using photonic
lanterns a system with 1.5 times smaller optical lens has the same performance.
2016-01-01T00:00:00Z