NANO ENERJİ
Nanomalzemeler Dersi
2014-2015 Güz Dönemi
Alper GÜNEREN Uğur KARAALİ Bora YAY
2010512022 2010512026 2011512053...
İÇİNDEKİLER
NANOTEKNOLOJİ
NANOENERJİ
KULLANIM ALANLARI
KAYNAKÇA
2Nano Enerji
Nanoteknoloji
 Nanomalzemeler ve uygulamaları gün geçtikçe artmaktadır ve sürekli
gelişmekte olan yeni ürün ve yöntemlerl...
Nanoteknoloji
Molekül ve nano yapıların, nano boyuttaki cihazlara uygulanması
nanoteknoloji, malzemelerin nano boyutta nas...
Nanoenerji
Günümüzün en önemli küresel sorunlarından birisi hiç kuşkusuz hızla
artan enerji-yakıt tüketimi’dir. Kısa süred...
Nanoenerji
Karbon nanotüpler, karbon nano teller gibi teknolojile kullanılarak
nano düzeyde enerji elde etme, enerji depol...
Nanoenerji
 Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren filmler, güneş enerjisini ısı
enerjisine çeviren toplayıcı siste...
Nanoenerji
Nanotüpler ve moleküllere çok yüksek kapasitede hidrojen
depolanabileceğini göstermeleri geleceğin yeni enerji ...
Nanokompozitler
Enerji depolamak için en iyi malzemeler şüphesiz kompozitlerdir.
Katmanlardan oluşan bu yapılar enerji dep...
Nanokompozitler
• Nanokompozitler ile enerji depolama ve enerji verimliliği önemli ölçüde
artmaktadır. Bunlar arasında gra...
Hidrojen Depolamada Yeni Yöntem
Ulusal Lawrence Berkeley Laboratuarının Enerji Departmanından bir
grup bilim adamı hava is...
Bu nano-bileşik, esnek bir malzeme olup, okside olmayan sıradan bir
sıcaklıkta, hidrojen emici ve serbestleşme yeteneğine ...
 Nanomalzemelerin ve nano-kompozitlerin fosil yakıt endüstrilerinin
verimliliğini geliştirme potansiyeli bulunmaktadır.
...
Kullanım Alanları
 Hidrojen depolama , Hidrojen araçları
 Sarj olma süresi azalan piller
 Güneş enerjisi
 Enerji tüket...
Kendi ken
15Nano Enerji
Nanoteknolojideki son gelişmeler, pillerin
şarj olma süresini birkaç dakikaya
düşürebilir.
ABD Enerji Bakanlığı’nın Argonn...
Argonne kimyageri Jeff Chamberlain, bu davranışın bir madde için hiç
alışılmadık bir şey olduğunu söylüyor ve şunları ekli...
Bu boya evlere güneş enerjisi sağlıyor
Güneş enerjisi boyasında enerji üretimi için yarı iletken nano
parçacıklar kullanıl...
Silikon devri bitiyor, daha az enerji
tüketimli mikroçipler geliyor
Silikona ciddi bir alternatif olarak gösterilen molibd...
Elektrik üreten fotovoltaik kumaş
Polyester ipliğe nano boyutta
kaplama yapabilecek özel cihazlar
geliştirildi. Böylece çe...
Lityum pillerde üç kat daha fazla enerji
depolayabilme imkanı sunan yeni
teknoloji
Alışıldık lityum iyon pillerin yeniden ...
Güve böceğinin gözleri ilham verdi, güneş
hücrelerinde verim artacak
Bir güve böceğinin gözü ışığı yansıtmayan bir yapıya ...
Elektrik üreten bina camları
Geliştirilen nano teknolojik ve ışık
geçirgenliği yüksek filmler sayesinde
camlara yapıştırıl...
Telefonunuz Yürürken Şarj Olsun İster
misiniz?
Her gün yaptığımız hareketler enerji üretmeye yarasa; hatta bu
virüslerin y...
Daha dayanıklı ,esnek, rengarenk
ampüller
Nano boyuttaki polymer destekli
çok katmanlı karbon nanotüpler ile daha
uzun sür...
26Nano Enerji
KAYNAKLAR
1) http://www.hessen-nanotech.de/mm/NanoEnergy_web.pdf
2) http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/June/20061...
28Nano Enerji
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN
TEŞEKKÜRLER…
of 28

Nanoenerji̇

about nanomaterials
Published on: Mar 3, 2016
Published in: Engineering      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Nanoenerji̇

  • 1. NANO ENERJİ Nanomalzemeler Dersi 2014-2015 Güz Dönemi Alper GÜNEREN Uğur KARAALİ Bora YAY 2010512022 2010512026 2011512053 Prof. Dr. Ali Aydın GÖKTAŞ
  • 2. İÇİNDEKİLER NANOTEKNOLOJİ NANOENERJİ KULLANIM ALANLARI KAYNAKÇA 2Nano Enerji
  • 3. Nanoteknoloji  Nanomalzemeler ve uygulamaları gün geçtikçe artmaktadır ve sürekli gelişmekte olan yeni ürün ve yöntemlerle artık hayatımızın her noktasında kendini göstermektedir.  Yapısı, boyutları 'nano' seviyede işlenerek veya yapılandırılarak sentezlenmiş, metrenin milyarda biri büyüklüğünde tane boyutuna sahip, üstün ve özgün özellikler kazandırılmış malzemelerdir. 3Nano Enerji
  • 4. Nanoteknoloji Molekül ve nano yapıların, nano boyuttaki cihazlara uygulanması nanoteknoloji, malzemelerin nano boyutta nasıl davrandıklarını inceleyen bilim dalına da nanomalzeme bilimi denir. NANO UYGULAMALAR NANO ELEKTRONİK NANO KOZMETİK NANO TEKSTİL NANO SAVUNMA NANO SAĞLIK NANO ENERJİ NANO ENERJİ 4Nano Enerji
  • 5. Nanoenerji Günümüzün en önemli küresel sorunlarından birisi hiç kuşkusuz hızla artan enerji-yakıt tüketimi’dir. Kısa sürede çözüm bulunamazsa, 50 yıl içerisinde yeryüzündeki doğal kaynakların tükenmesi beklenmektedir. Ayrıca bu yakıtların çevreye verdiği zarar bazı bölgelerde ciddi sorunlar oluşturmaya başlamıştır. Bunun yanında, dünya genelindeki savaşların en büyük sebebi enerjidir. Ülkemiz de enerjide dışa bağımlı bir pozisyondadır. 5Nano Enerji
  • 6. Nanoenerji Karbon nanotüpler, karbon nano teller gibi teknolojile kullanılarak nano düzeyde enerji elde etme, enerji depolama sayesinde daha temiz enerji üretimi sağlanmaktadır. Daha küçük boyutlardaki bu üretim aynı zamanda;  Kısıtlı enerji kaynaklarının korunmasında  Kullanım sırasında açığa çıkan çevreyi olumsuz etkileyen faktörlerin azaltılmasında  Yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji elde edilmesinde  Yatırımlar belirli seviyeye ulaştığında daha ucuz enerji üretimi ve kullanımı sağlanmasında, önemli rol oynayacaktır. 6Nano Enerji
  • 7. Nanoenerji  Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren filmler, güneş enerjisini ısı enerjisine çeviren toplayıcı sistemler ve kaplamalar şu anda kullanılmaktadır. Bunlara nano ölçekli kaplamalar denilebilir.  Güneş enerjisi veya kombinasyonu ile dünyamızın ihtiyacı olan enerjinin çok daha fazlasını gönderen güneşi daha verimli kullanabileceğimiz nanoteknolojik yaklaşımlarla beraber temiz enerji kaynağı olan hidrojenin nanoteknolojik yaklaşımlarının günlük hayatımızda oldukça fazla etkisi olacaktır.  Hidrojen enerjisi, yüksek ısıl değeri ve çevreyi kirletmemesi nedeniyle gittikçe tükenmekte olan fosil yakıtların yerini alacak en önemli alternatif enerjidir. 7Nano Enerji
  • 8. Nanoenerji Nanotüpler ve moleküllere çok yüksek kapasitede hidrojen depolanabileceğini göstermeleri geleceğin yeni enerji kaynakları ve katalizörleri için büyük ümit vermiştir. Ancak verimli olması için %6 depolama seviyesine ulaşılması gerekir. Yüksek performanslı bilgisayarlar kullanılarak modellenen bu yeni hidrojen depolama yönteminde, titanyum atomları karbon nanotübün yüzeyine bağlanabilmektedir. Bu araştırmalar ile %8 oranına ulaşılmıştır. 8Nano Enerji
  • 9. Nanokompozitler Enerji depolamak için en iyi malzemeler şüphesiz kompozitlerdir. Katmanlardan oluşan bu yapılar enerji depolamak için iyi bir seçenektir. Nano boyuta hazırlanan kompozitler birkaç malzeme grubu içerirler. En önemli enerji depolama özelliği olan kompozitler;  Grafen katkılı nanokompozitler  Magnezyum nanokompozitler  Poly(vinylidene fluoride)-tabanlı ferroelektrik terpolimerler  Silikon/epoxy nanokompozitler  Karbon/sulfur nanokompozitler  BaTiO3/poly(vinylidene fluoride) nanokompozitler  SnS2 nanopartikül içeren nanokompozitler 9Nano Enerji
  • 10. Nanokompozitler • Nanokompozitler ile enerji depolama ve enerji verimliliği önemli ölçüde artmaktadır. Bunlar arasında grafen katkılı nanokompozitler en çok araştırması yapılan ve geliştirilen malzemelrdir. 10Nano Enerji
  • 11. Hidrojen Depolamada Yeni Yöntem Ulusal Lawrence Berkeley Laboratuarının Enerji Departmanından bir grup bilim adamı hava istikrarlı magnezyum nanokompozit denilen bir madde keşfetti bu kompozit malzeme karmaşık bir metod gerektirmeden hidrojenin depolanmasını sağlamakta . Bu kompozit materyal polimetil metakrilat arasına serpilmiş magnezyum metalinin nano partiküllerini içerir. 11Nano Enerji
  • 12. Bu nano-bileşik, esnek bir malzeme olup, okside olmayan sıradan bir sıcaklıkta, hidrojen emici ve serbestleşme yeteneğine sahiptir. Aynı zamanda kapasitif bir özelliği vardır. Bu kapasite hidrojen depolama, hidrojen piller ve hidrojen yakıt hücreleri için daha iyi bir tasarımdır. Bu çalışmayla birlikte bilim adamları ilk kez nano –ölçekli doğadaki kinetik ve termodinamik engellerin üstesinden gelen başarılı bir kompozit malzeme dizayn etmişlerdir. 12Nano Enerji
  • 13.  Nanomalzemelerin ve nano-kompozitlerin fosil yakıt endüstrilerinin verimliliğini geliştirme potansiyeli bulunmaktadır.  Nano-kompozitlerin yaygın olarak kullanılması ile daha yüksek verimliliğe sahip motorların ve dolayısı ile daha temiz, çevre dostu ulaşım sistemlerinin kurulması mümkün olacaktır. 13Nano Enerji
  • 14. Kullanım Alanları  Hidrojen depolama , Hidrojen araçları  Sarj olma süresi azalan piller  Güneş enerjisi  Enerji tüketimi azaltan mikroçipler  Nanokapasitörler  Elektrik üreten bina camları  Fotovoltaik kumaşlar 14Nano Enerji
  • 15. Kendi ken 15Nano Enerji
  • 16. Nanoteknolojideki son gelişmeler, pillerin şarj olma süresini birkaç dakikaya düşürebilir. ABD Enerji Bakanlığı’nın Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki bir takım tarafından geliştirilen yeni teknoloji, pilin yarı kapasitesine 30 saniyede ulaşmasını sağlıyor. Titanyum dioksit nanotüplerin kullanılması ise pilin kapasitesinin zamanla artmasına neden oluyor. Grup, titanyum dioksit nantüplerin “pil devrettikçe farklı evrelere geçebildiğini” farketmiş. Bunun anlamı, yapıların enerji akışını güçlendirecek şekilde hizalamaları. 16Nano Enerji
  • 17. Argonne kimyageri Jeff Chamberlain, bu davranışın bir madde için hiç alışılmadık bir şey olduğunu söylüyor ve şunları ekliyor: “Bilimsel açıdan çok ilginç olan nano düzeyde evre geçişleri görüyoruz. Bu ise, bu maddeleri daha derin bir düzeyde anladığımızda elektrikli enerji depolama sistemlerinde kullanılan maddelerin sırlarını açığa çıkaracağımız anlamına geliyor.” Argonne’da titanyum dioksit nanotüpler ve lityum iyon pillerle yapılan testlerde nanotüplerin sadece pilin şarj olma süresini geliştirmediği, pillerin güvenilirliğini ve sağlamlığını da artırdığı gözlenmiş. 17Nano Enerji
  • 18. Bu boya evlere güneş enerjisi sağlıyor Güneş enerjisi boyasında enerji üretimi için yarı iletken nano parçacıklar kullanılıyor. Mevcut teknolojinin standartlarına uygun olan boya ucuz ve kolaylıkla geniş miktarlarda üretilebiliyor. Araştırmayı yöneten Profesör Prashant Kamat yeni icat edilen madde hakkında şunları söyledi:“Mevcut silikon bazlı güneş enerjisi teknolojisinin ötesine geçebilecek dönüştürücü bir şey yapmak istedik.” Araştırma ekibi nano parçacıklar içeren titanyum dioksidi, kadmiyum sülfit ve kadmiyum selenür ile kullandı. Parçacıklar alkol ve su karışımına tutunarak boyayı oluşturdu. Boya şeffaf iletken bir materyale sürüldüğünde ve ışığa tutulduğunda elektrik üretiyor. 18Nano Enerji
  • 19. Silikon devri bitiyor, daha az enerji tüketimli mikroçipler geliyor Silikona ciddi bir alternatif olarak gösterilen molibdenit maddesinden üretilen ilk mikroçipler test aşamasına geldi. Uzmanlar bir tür metal olan molibdenitin mikroçiplerin çok daha az enerjiyle çalışmasını ve daha ince olmasını sağlayacağını söylüyor. 19Nano Enerji
  • 20. Elektrik üreten fotovoltaik kumaş Polyester ipliğe nano boyutta kaplama yapabilecek özel cihazlar geliştirildi. Böylece çeşitli kimyasal madde ve yöntemler kullanılarak polyester lifler üzerinde fotovoltaik etki geliştirildi. Fotovoltaik lifler kumaş ya da giysiler içerisine entegre edildi. Silikon esaslı güneş pillerine göre nispeten kolay yöntem ve daha ucuz malzemelerle geliştirilen bu liflerden iplik ve kumaş üretildi. Bu kumaşlar güneşten aldığı enerjiyi elektriğe çevirdi. 20Nano Enerji
  • 21. Lityum pillerde üç kat daha fazla enerji depolayabilme imkanı sunan yeni teknoloji Alışıldık lityum iyon pillerin yeniden şarj edilebilen hücrelerinde, her bir elektrotta yer alan oldukça ince karbon grafit levhalar arasında yer değiştiren pozitif yüklü lityum iyonları sayesinde akım oluşturuluyor. Fakat zamanla bu levhaların enerji depolama ve akım üretme kapasitelerinde düşüş yaşanması kaçınılmaz.. Güney Kaliforniya Üniversitesi araştırmacıları tarafından, Viterbi Mühendislik Okulu profesörlerinde Chongwu Zhou liderliğinde geliştirilen yeni piller ise levhalar yerine gözenekli silikon nano-tüplerinden faydalanıyor. Silikon nano-tüplerin en büyük avantajlarından biri de zaman içerisinde aşınmadan akım depolama ve boşaltımını yapmaya devam edebilmeleri. 21Nano Enerji
  • 22. Güve böceğinin gözleri ilham verdi, güneş hücrelerinde verim artacak Bir güve böceğinin gözü ışığı yansıtmayan bir yapıya sahip ve bu özelliğinden dolayı böcek, gece karanlığında en az ışıkla bile görebiliyor. Bilim adamları uzun süren çalışmalar sonucu güve böceğinin bu özelliğinden esinlenerek zayıf film aygıtları arasındaki yansımayı azaltacak bir yapı geliştirdiler. Bilim adamları bir sonraki adımda, yapısında bulunan filmlere nano yapılı tabakaların eklenebildiği ve sonuçlarının test edilebildiği bir güneş hücresi üretmeği planlıyor 22Nano Enerji
  • 23. Elektrik üreten bina camları Geliştirilen nano teknolojik ve ışık geçirgenliği yüksek filmler sayesinde camlara yapıştırılacak güneş enerjisi panellerinden evlere elektrik sağlanabiliyor. Grubun, Polimer Güneş Hücresi (PCS) olarak adlandırdığı sistem, genel olarak görünür değil, güneşten gelen infrared ışığı depolayarak elektrik üretiyor ve yüzde 70 şeffaflık sağlıyor. Araştırmacılar bunun için ışığa duyarlı fotoaktif plastik kullandılar. Bu sistemle çok düşük maliyetle özellikle mobil cihazlar için yeterli elektriğin üretilebildiği belirtiliyor. 23Nano Enerji
  • 24. Telefonunuz Yürürken Şarj Olsun İster misiniz? Her gün yaptığımız hareketler enerji üretmeye yarasa; hatta bu virüslerin yardımıyla yapılsa nasıl olurdu? Laboratuvarda virüsler üzerinde çalışan Berkeley Üniversitesi uzmanları, virüsleri kullanarak mekanik güçlerden elektrik enerjisi yaratabilecek küçük aygıtlar üretmeyi hedefliyor. Çalışmaların ilk hedefi kağıt kalınlığında, bir diğer deyişle bir kağıt kadar ince güç jeneratörü üretmek. Bu deneylerde kullanılan M13 virüsleri tamamen zararsız. Laboratuvarda genleriyle oynanıyor. Uzmanlar, virüslerin voltaja dayanıklılığını arttırabilmek için genlerine negatif yüklenmiş moleküller ekliyor. Özel bir işlemden geçirilen virüslerden yapılan nano-jeneratör test edildi bile. Testte, bu virüslerle kaplı pul büyüklüğündeki bir elektrota parmakla küçük vuruşlar yapılması yoluyla elektrik elde edildi. . 24Nano Enerji
  • 25. Daha dayanıklı ,esnek, rengarenk ampüller Nano boyuttaki polymer destekli çok katmanlı karbon nanotüpler ile daha uzun süre dayanıklı yeni nesil LED, florasan, ampül üretilmiştir. Bu aydınlatmaların diğer avantajı da şekil ve renk konusunda oldukça esnek olmasıdır. . 25Nano Enerji
  • 26. 26Nano Enerji
  • 27. KAYNAKLAR 1) http://www.hessen-nanotech.de/mm/NanoEnergy_web.pdf 2) http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/June/20061002.asp 3) http://www.nanowerk.com/nanotechnology-in-energy.php 4) http://www.slideshare.net/neslihanygmr/nanocomposites-for-energy-application 5) http://eetd.lbl.gov/publications/sns2-nanoparticle-loaded-graphene-nan 6) http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/January/28011002.asp 7) YOUTUBE, http://www.youtube.com/watch?v=0bTi9HPuhl0 27Nano Enerji
  • 28. 28Nano Enerji DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER…

Related Documents