Propiedades ópticas de superficies selectivas de Co3O4 sobre sustratos de Cu y Al

Abstract

Se busca aumentar el rendimiento energético del colector solar, componente del calefón solar que recibe la radiación y la transmite al fluido, usando superficies selectivas con una alta absorbancia en el espectro solar para  3m y una baja reflectancia para  > a 3m. Éstas superficies están compuestas por partículas, uniformemente distribuidas en una matriz, que es depositada sobre un sustrato metálico, dónde la pintura presenta la alta absorbancia mientras que el sustrato sobre el cual se aplica una baja emitancia. Se utilizan sustratos de metálicos aluminio y cobre que poseen una baja emitancia térmica, alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión. El Co3O4 utilizado como pigmento en pinturas selectivas se ha obtenido por diferentes métodos, pero mediante síntesis por combustión (SCs) se han encontrado pocas referencias bibliográficas. En este trabajo se han preparado nanopartículas de Co3O4 mediante una síntesis por combustión estequiométricas a partir de nitratos y ácido aspártico como combustible, luego se caracterizaron por diferentes técnicas como Difracción de Rayos X (DRX) para conocer su estructura cristalina, Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) para determinar el tamaño de las partículas y su morfología. Luego se elaboraron pinturas de base alquídica utilizando partículas poliédricas de 50 nm de Co3O4 como pigmentos, ésta pintura se aplicó sobre sustratos de cobre y aluminio, obteniéndose superficies selectivas, dónde se midió el espesor de la pintura, la absorbancia solar y la emitancia en el infrarrojo. Se lograron espesores de la pintura entre 51 y 98 m. Los valores de absorbancia solar y emitancia térmica fueron los mismos tanto en los sustratos de aluminio como el de cobre e iguales 92,7% y 90%, respectivamente. El valor de absorción solar se encuentra dentro de los valores de la bibliografía de superficies similares mientras que los valores de emitancia son relativamente altos, hecho que se asocia a los altos espesores obtenidos. Con espesores mucho menores podrían obtenerse valores de emitancia mucho más bajos.