Белорусский государственный университетхимический факультетМагистерская диссертация на тему:Электрохимическое формировани

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:
Очистка пастой из моющего средства
Травление в 20% NaOH + осветление в 10% HNO3
Анодирование алюминия:
с (H3PO4) = 0.06-45%
постоянный ток
U = 16 V
I = 1.9 A
tанодирования = 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
UОПТ= 9 V

Таблица 1. Изменение цвета покрытия образцов с уменьшением
концентрации никеля в растворе
1 2 3 4 5

Таблица 2. Коэффициенты отражения образцов, полученных
анодированием в растворах с различной концентрацией H3PO4 в области длин волн 7,5-8 мкм.

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):

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% H3PO4
Uанодирования = 13 В
tанодирования= 5 мин
Uокрашивания = 8.5 В
tокрашивания - варьировалось

а
б
Изменение КПД с изменением разницы температур окружающей среды и коллектора для:
а- образца Al/Al2O3/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/Al2O3/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 %.