Белорусский государственный университет химический факультет Магистерская диссертация на тему: Электрохимическое формирование мезопористых оксидных покрытий, модифицированных наночастицами металлов Выполнила: магистрант Ивашкевич Н. М. Научный руководитель: д.х.н., проф. Кулак А. И.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ обусловлена начавшимся в 70-е годы 20 в. и продолжающимся в настоящее время энергетическим кризисом, что определило возрастающую потребность в возобновляемых источниках энергии. Солнечная энергия, доступная в большой степени во многих регионах мира, достаточно широко используется в качестве альтернативного источника энергии. Одним из главных направлений работ в области преобразования солнечной энергии в настоящее время является прямой тепловой нагрев для нагревания воды и воздуха внутри зданий. Для данной цели используются тепловые солнечные коллекторы.

Спектр Солнца вблизи земной поверхности и спектр идеального OCПП для солнечного теплового коллектора: Требования к ОСПП: при длине волны λ 3 мкм поглощение α 100% при длине волны λ 3 мкм поглощение ρ 100%

Цель работы: разработка метода анодирования алюминия, обеспечивающего формирование пористого оксида алюминия, пригодного для его последующего использования в качестве матрицы для получения черного оптически селективного покрытия

Методика получения покрытий: Предварительная обработка: 1.Очистка пастой из моющего средства 2.Травление в 20% NaOH + осветление в 10% HNO 3 Анодирование алюминия: с (H 3 PO 4 ) = % постоянный ток U = 16 V I = 1.9 A t анодирования = 2.5 – 240 мин Электрохимическое осаждение никеля: с (NiSO4) = 60 г/л с (H3BO3) = 30 г/л переменный ток (частота 50 Гц) U = 5 – 25 V U ОПТ = 9 V

образца Концентрация NiSO 4, % Цвет покрытия 16 черный 23 Фиолетово- черный 31.5 Темно-зеленый Красно-зеленый, светлый Светло-голубой Таблица 1. Изменение цвета покрытия образцов с уменьшением концентрации никеля в растворе

образца Концентраци я H 3 PO 4, % Время анодирования, мин Время осаждения никеля, мин Отражение в ИК- области, % Таблица 2. Коэффициенты отражения образцов, полученных анодированием в растворах с различной концентрацией H 3 PO 4 в области длин волн 7,5-8 мкм.

серии 123 Время анодирования, мин образца Состав раствора анодирования8% H 2 SO 4 20% H 3 PO 4 45% H 3 PO 4 Таблица 3. Условия получения образцов серий 1, 2, 3

Зависимости показателя отражения в ИК области при длине волны 7,9 мкм от времени анодирования для образцов серий 1 (а), 2 (б), 3 (в):

образцаВремя анодирования, минВремя осаждения Ni, мин Таблица 4. Условия получения образцов ИК спектры образцов до и после осаждения никеля для времени анодирования в 45%-ной H3PO4: а- 2.5 мин., б- 5 мин., в- 10 мин.: а б в

Условия получения образцов: 45% H 3 PO 4 U анодирования = 13 В t анодирования = 5 мин U окрашивания = 8.5 В t окрашивания - варьировалось

а б Изменение КПД с изменением разницы температур окружающей среды и коллектора для: а- образца Al/Al 2 O 3 /Ni ; б- покрытия Bluetec

а б Изменение преобразованной мощности с изменением разницы температур окружающей среды и коллектора для : а- образца Al/Al2O3/Ni ; б- покрытия Bluetec

В рамках данной работы разработана методика получения композиционных покрытий Al/Al 2 O 3 /Ni, на основе которых были изготовлены плоские солнечные коллекторы с достаточно высоким уровнем спектральной селективности – высоким высоким коэффициентом оптического поглощения в видимой части солнечного спектра (достигающим 95, 3%) и низкой эмитирующей способностью, для лучших образцов не превышающей 12,9 %.

Спасибо за внимание!