Publicado en Energía Solar

Publicado el17 de junio de 202313 de julio de 2023Autor

Publicado en Solar Energy – Recubrimiento negro de arena de cuarzo para material de almacenamiento de energía térmica y de absorción solar de bajo costo para concentrar energía solar

Abstracto: El fluido de transferencia de calor (HTF) y el material de almacenamiento de energía térmica (TES) a base de partículas sólidas están ganando cada vez más interés para la energía solar de concentración (CSP) de alta temperatura. Sin embargo, no existe ningún material particulado que posea simultáneamente las métricas de rendimiento y costo necesarias para lograr el costo nivelado objetivo de la electricidad de la futura CSP, incluida una alta absorbancia solar, una alta conductividad térmica, una buena estabilidad mecánica y térmica y, lo que es más importante, un bajo costo. En este trabajo, demostramos un método fácil y escalable para convertir arena de cuarzo de bajo costo en un material HTF y TES que absorbe directamente el sol recubriendo una delgada capa de sílice que contiene nanopartículas de espinela negra (Cu0.5Cr1.1Mn1.4O4 y CuCr2O4). La capa negra aumenta la absorbancia solar de la arena de ∼0,43 a ∼0,89. La arena de cuarzo recubierta también muestra una excelente estabilidad y propiedades ópticas casi sin cambios después de 100 horas de recocido isotérmico a 800 °C y hasta 24 horas de mezcla con bolas de molienda de circonio estabilizado con itria (YSZ). La conductividad térmica efectiva medida de la arena de cuarzo recubierta aumenta de 0,30 W m-1 K-1 a 0,65 W m-1 K-1 de 20 °C a 700 °C y es comparable a la de la arena sin recubrir y a la de las partículas cerámicas Carbo. camas utilizadas actualmente en plantas CSP. El proceso de recubrimiento podría representar una estrategia genérica y rentable para mejorar la absorción solar de partículas sólidas y, cuando se aplica sobre arena de bajo coste, podría convertirlas en medios HTF y TES de bajo coste y alto rendimiento para futuros sistemas CSP.

Chung, KM y Chen, R. (2023). Recubrimiento negro de arena de cuarzo para material de bajo costo de absorción solar y almacenamiento de energía térmica para concentrar energía solar. Energía Solar, 249, 98-106. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.11.028

Publicado en la edición de enero de Energía Solar(texto completo)

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