Κατασκευή σύνθετων υλικών εποξειδικής ρητίνης με πρόσθετα πυριτίου απο ανακύκλωση φωτοβολταικών πλακών

Κατασκευή σύνθετων υλικών εποξειδικής ρητίνης με πρόσθετα πυριτίου απο ανακύκλωση φωτοβολταικών πλακών (EL)

Χριστούλα, Αμαλία Ρόζα (EL)

Christoula, Amalia Roza (EN)

Τσόπελας, Φώτιος (EL)

ntua (EL)

Λυμπεράτος, Γεράσιμος (EL)

Ζουμπουλάκης, Λουκάς (EL)

bachelorThesis

2021-03-09T18:09:51Z

2021-02

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα χρήσης των ηλιακών κελιών από φωτοβολταϊκά πάνελ τέλους ζωής για την παραγωγή σύνθετων υλικών με διηλεκτρικές ιδιότητες κατάλληλες για χρήση σε πυκνωτές. Ως μήτρα για το σύνθετο υλικό χρησιμοποιήθηκε διγλυκιδυλο-αιθέρας της διφαινόλης Α (DGEBA), ο οποίος αποτελεί θερμοσκληρυνόμενη εποξειδική ρητίνη. Τα συστήματα εποξειδικής ρητίνης που χρησιμοποιήθηκαν προμηθεύτηκαν από δύο διαφορετικούς κατασκευαστές (Resoltech & Araldite), οι οποίοι χρησιμοποιούν διαφορετικούς σκληρυντές στα συστήματα τους. Η εγκλεισμένη φάση στα σύνθετα υλικά αποτελείται από κόκκους πυριτίου, οι οποίοι παρήχθησαν εργαστηριακά από τα ηλιακά κελιά φωτοβολταϊκού πάνελ πολυκρυσταλλικού πυριτίου (Si). Για τη συγκεκριμένη εργασία παρασκευάστηκαν 5 δοκίμια για κάθε είδος εποξειδικής ρητίνης με κόκκους πυριτίου, με μεταβαλλόμενη συγκέντρωση της εγκλεισμένης φάσης, έτσι ώστε να εξεταστεί εμπεριστατωμένα η σχέση συγκέντρωσης εγκλεισμένης φάσης και ηλεκτρικών ιδιοτήτων. Οι συγκεντρώσεις που εξετάστηκαν ήταν 0%, 2.5%, 5%, 7.5% και 10% w/w σε πυρίτιο. Για τον διηλεκτρικό χαρακτηρισμό των δοκιμίων χρησιμοποιήθηκε διάταξη Διηλεκτρικής Φασματοσκοπίας (Broadband Dielectric Spectroscopy) με μεταβαλλόμενη θερμοκρασία στον χώρο των μετρήσεων. Το εύρος συχνοτήτων που έλαβε χώρα το πείραμα ήταν 10-1-107 Hz και το θερμοκρασιακό εύρος 30 οC -120 οC. Τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού χαρακτηρισμού υποδηλώνουν την ύπαρξη τριών διεργασιών στο εξεταζόμενο φάσμα συχνοτήτων. Στις χαμηλές συχνότητες παρατηρήθηκε το φαινόμενο Maxwell-Wagner-Sillars, το οποίο σχετίζεται με την διεπιφανειακή πόλωση, στις μεσαίες συχνότητες φανερώθηκε η α-χαλάρωση που σχετίζεται με την μετάπτωση από την υαλώδη στην ελαστομερική φάση της μήτρας και τέλος στις υψηλές συχνότητες εμφανίστηκε η β-χαλάρωση, η οποία σχετίζεται με τον επαναπροσανατολισμό των πλευρικών ομάδων της πολυμερικής αλυσίδας. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε υπολογισμός της ικανότητας αποθήκευσης ενέργειας όλων των παρασκευασθέντων δοκιμίων και σύγκριση μεταξύ τους, ώστε να αποκτηθούν χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την εφαρμογή των συγκεκριμένων σύνθετων υλικών στους πυκνωτές. Η εναλλασσόμενη αγωγιμότητα, που επέδειξαν τα σύνθετα υλικά, κυμαίνεται από 10-12 μέχρι 10-5, με αποτέλεσμα τα σύνθετα υλικά να χαρακτηρίζονται ως μονωτές σε όλο το εύρος των θερμοκρασιών και των συχνοτήτων. Επιπρόσθετα πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των μηχανικών αντοχών κάθε δοκιμίου για να εξεταστεί η ανθεκτικότητα των σύνθετων υλικών σε εφαρμοζόμενες τάσεις και η επιρροή της περιεκτικότητας σε πυρίτιο στην ιδιότητα αυτή. Τελικά τα δοκίμια της Araldite, που εμφάνισαν τις πιο έντονα υποβαθμισμένες ιδιότητες σε αντοχή σε κάμψη και διάτμηση, αναλύθηκαν μέσω διάταξης SEM-EDAX για να χαρακτηριστεί η μορφή της θραύσης. (EL)

Φωτοβολταϊκά πάνελ (EL)

Εποξειδική ρητίνη (EL)

Composite materials (EL)

Σύνθετα υλικά (EL)

Dielectric properties (EL)

Silicon (EL)

Πυρίτιο (EL)

Διηλεκτρικές ιδιότητες (EL)

Solar panels (EL)

Epoxy resin (EN)

Ελληνική γλώσσα

Τομές Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών, Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας & Ερευνητική Μονάδα Προηγμένων Σύνθετων, Νάνο-Υλικών και Νανοτεχνολογίας (EL)

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ) (EL)

Default License

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Ψηφιακό Αποθετήριο της Κεντρικής Βιβλιοθήκης του ΕΜΠ | Dspace@NTUA

Κεντρική Βιβλιοθήκη Ε.Μ.Π.

Ιδρυματικό Αποθετήριο

Διπλωματικές Εργασίες