Recubrimientos selectivos electrodepositados de níquel negro nanoestructurado para aplicaciones en colectores solares de canal parabólico.
DOI:
https://doi.org/10.19136/jeeos.a7n2.5677Palabras clave:
Energía Solar; Colector de Canal Parabólico; Electrodepósito; Níquel NegroResumen
La energía solar se puede convertir directamente en energía térmica a través de colectores solares de canal parabólico (PTC) los cuales usan tubos de cobre como receptores en el foco de la parábola. El tubo de cobre es revestido de un recubrimiento selectivo para mejorar la eficiencia. En este trabajo se preparó y caracterizó recubrimientos selectivos a base de níquel negro nanoestructurado, por la técnica de electrodepósito. Se utilizaron tubos de cobre como receptores. Los tubos de Cu fueron 2,10 metros de largo y 3/8 de pulgada de diámetro. Se caracterizó el recubrimiento selectivo del tubo antes y después de los ciclos térmicos de operación bajo luz solar concentrada a 15 soles. Para el estudio los tubos fueron cortados. Las técnicas de caracterización utilizadas fueron difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía de reflectancia UV-Vis-NIR y FTIR. Los resultados de reflectancia, MBE y rayos X muestran que el recubrimiento de níquel negro no se afectó durante los ciclos térmicos.
Referencias
[1] C. Atkinson, C.L. Sansom, H.J. Almond, C.P. Shaw, Coatings for concentrating solar systems - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews. 45 (2015) 113–122. doi:10.1016/j.rser.2015.01.015.
[2] E. Céspedes, M. Wirz, J.A.Sánchez-García, L. Alvarez-Fraga, R. Escobar-Galindo, C. Prieto,Novel Mo-Si3N4 based selectivecoating for high temperature concentrating solar power applications, Solar Energy Materials and Solar Cells. 122 (2014) 217–225. doi:10.1016/j.solmat.2013.12.005.
[3] S. Müller, F. Giovannetti, R. Reineke-Koch, O. Kastner, B. Hafner, Simulation study on the efficiency of thermochromic absorber coatings for solar thermal flat-plate collectors, Solar Energy. 188 (2019) 865–874. doi:10.1016/j.solener.2019.06.064.
[4] G. Wackelgard, Ewa; Hultmark, Industrially sputtered solar absorber surface, Solar Energy Materials and Solar Cells. 54 (1998) 165–170.doi:DOI:10.1016/S0927-0248(98)00067-1.
[5] E.Z. Moya, Parabolic-trough concentrating solar power (CSP) systems, Concentrating Solar Power Technology. (2012) 197–239.doi:10.1533/9780857096173.2.197.
[6] W. Fuqiang, C. Ziming, T. Jianyu, Y. Yuan, S. Yong, L. Linhua, Progress in concentrated solarpower technology with parabolic trough collector system: A comprehensive review, Renewable and Sustainable Energy Reviews.79 (2017) 1314–1328.doi:10.1016/j.rser.2017.05.174.61
[7] A.A. Sagade, N.N. Shinde, P.S. Patil, Effect of receiver temperature on performance evaluation of silver coated selective surface compound parabolic reflector with top glass cover, Energy Procedia. 48 (2014) 212–222. doi:10.1016/j.egypro.2014.02.026.
[8] F.I. Lizama-Tzec, D.M. HerreraZamora, O. Arés-Muzio, V.H. Gómez-Espinoza, I. SantosGonzález, M. Cetina-Dorantes, A.G. Vega-Poot, O. GarcíaValladares, G. Oskam, Electrodeposition of selective coatings based on black nickel for flat-plate solar water heaters, Solar Energy. 194(2019) 302–310.doi:10.1016/j.solener.2019.10.066.
[9] S. Pratesi, M. De Lucia, M. Meucci, E. Sani, Structural and optical properties of copper-coated substrates for solar thermal absorbers, Superlattices and Microstructures. 98 (2016) 342–350. doi:10.1016/j.spmi.2016.08.031.
[10]M. Koltun, G. Gukhman, a. Gavrilina, Stable selective coating “black nickel” for solar collector surfaces, Solar Energy Materials and Solar Cells. 33 (1994) 41–44. doi:10.1016/0927-0248(94)90287-9.
[11]S. John, Electrodeposition of nickel black solar absorber coatings, Metal Finishing. 95 (1997) 84–86. doi:10.1016/S0026-0576(97)88982-9.
[12]F. Cao, K. McEnaney, G. Chen, Z. Ren, A review of cermet-based spectrally selective solar absorbers, Energy and Environmental Science. 7 (2014)1615–1627.doi:10.1039/c3ee43825b.
[13]F.I. Lizama-Tzec, J.D. Macías, M.A. Estrella-Guitiérrez, A.C. Cahue-López, O. Arés, R. de Coss, J.J. Alvarado-Gil, G. Oskam,
Electrodeposition and characterization of nanostructured black nickel selective absorber coatings for solar – thermal energy conversion, J. Mater Sci: Mater Electron. 26 (2015) 5553–5561. doi:10.1007/s10854-014-2195-5.
[14]M.A. Estrella-Gutiérrez, F.I. Lizama-Tzec, O. Arés-Muzio, G. Oskam, Influence of a metallic nickel interlayer on the performance of solar absorber coatings based on black nickel electrodeposited onto copper, Electrochimica Acta. 213 (2016) 460–468. doi:10.1016/j.electacta.2016.07.125.
[15]J. Min, J. Liu, M. Lei, W. Wang, Y. Lu, L. Yang, Q. Yang, G. Liu, N. Su, Self-Assembly of Parallelly Aligned NiO Hierarchical Nanostructures with Ultrathin Nanosheet Subunits for Electrochemical Supercapacitor Applications, ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (2016) 780–791. doi:10.1021/acsami.5b09997.
[16]B.P. Kafle, B. Basnet, B. Timalsina, A. Deo, T.N. Malla, N. Acharya, A. Adhikari, Optical, structural and thermal performances of black nickel selective coatings for solar thermal collectors, Solar Energy.234 (2022) 262–274. doi:10.1016/j.solener.2022.01.042.
[17]C.E. Kennedy, Review of Mid- to High- Temperature Solar Selective Absorber Materials Review of Midto High- Temperature Solar Selective Absorber Materials, National Renewable Energy Laboratory. (2002).
[18]M. Lira-Cantú, A. Morales Sabio, A. Brustenga, P. Gómez-Romero, Electrochemical deposition of black nickel solar absorber coatings on stainless steel AISI316L for thermal solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells. 87 (2005) 685–694.doi:10.1016/j.solmat.2004.07.045.
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