Affiliation:
1. İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Abstract
Elektrikli araçlar, ulaşımın sürdürülebilirliği için oldukça önemlidir ve içten yanmalı motorlu araçlar gibi fosil yakıtlar kullanmadıklarından çevreye zararlı gaz salınımında bulunmamaktadırlar. Elektrikli araçların bu özelliğinden faydalanmak için kullanımlarını teşvik etmek amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, elektrikli araçlardaki batarya kutusu üretimi için termal iletkenliği ve darbe direnci iyileştirilmiş polimer esaslı hibrit kompozit bir malzeme geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yaygın kullanımı ve üretim kolaylığı nedeniyle matris olarak Poliamid 6 (PA6) kullanılmış, termal iletkenliğini artırmak için ise hegzagonal bor nitrür (hBN) ve grafen nanopulcuk (GnP) kullanılmıştır. Bu malzemelere ek olarak, zeminden kaynaklanabilecek potansiyel darbe hasarı durumunda dayanıklılığı artırmak için bir stiren-etilen-bütadien-stiren (SEBS) elastomer takviyesi eklenmiştir. Kompozitler ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama ile üretildikten sonra, numunelerin mekanik testleri; üç nokta eğme ve Izod darbe dayanımı testleriyle yapılmıştır. Kütlece %30 hBN kullanılması durumunda eğilme dayanımı ve modülünde sırasıyla %22 ve %101.1’lik bir iyileşme sağlanmıştır. Kütlece %2.5 GnP kullanılması durumunda eğilme dayanımı ve modülü değerlerinde sırasıyla %14.1 ve %55.6’lık bir iyileşme sağlanmıştır. Kütlece %5 SEBS kullanıldığında darbe dayanımını değerinin %58.5 arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca termal karakterizasyon için diferansiyel taramalı kalorimetre analizleri ve termal iletkenlik ölçümleri yapılmıştır. Kütlece %30 hBN eklendiğinde termal iletkenliğin %194.3 arttığını görülmüştür. Daha sonra, malzemelerde hasar mekanizmalarını incelemek için kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) incelenmiştir. Son olarak, Halpin Tsai (HT) yaklaşımı kullanılarak kompozitlerin mikromekanik modelleri kurulmuştur. Bu modellerin doğruluğunu tespit etmek için ise deneysel verilerle karşılaştırma yapılmıştır.
Funder
İTÜ Bilimsel Projeler Birimi
Reference37 articles.
1. Boden, T., Andres, B., & Marland, G. (1751). Global CO2 Emissions from Fossil-Fuel Burning. Cement manufacture, and gas flaring, 2006, 37831-6335.
2. Farzaneh, F., & Jung, S. (2023). Lifecycle carbon footprint comparison between internal combustion engine versus electric transit vehicle: A case study in the US. Journal of Cleaner Production, 390, 136111.
3. Abnett, K. (2023). EU countries approve 2035 phaseout of CO2-emitting cars. Reuters, Mar, 29.
4. Anadolu Ajansı. (2023). Türkiye'nin ilk batarya fabrikasının inşasına Bursa'da başlanacak https://www.aa.com.tr/tr/bilim-teknoloji/turkiyenin-ilk-batarya-fabrikasinin-insasina-bursada-baslanacak/2879229
5. Wang, Z., Zhang, K., Zhang, B., Tong, Z., Mao, S., Bai, H., & Lu, Y. (2022). Ultrafast battery heat dissipation enabled by highly ordered and interconnected hexagonal boron nitride thermal conductive composites. Green Energy & Environment, 7(6), 1401-1410.