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MULTICAPAS DE ÓXIDOS METÁLICOS DEPOSITADOS POR CVD ASISTIDO POR AEROSOL: SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y APLICACIÓN EN ABSORBEDORES SOLARES

 

INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

NOMBRE
DEDICACIÓN

Beatriz Cruz Muñoz

13 horas

 

CODIGO CIE

3-20-1

NOMBRE DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y MAGNETO-ÓPTICAS DE NUEVOS MATERIALES

INTEGRANTES DEL PROYECTO

NOMBRE
PARTICIPACION
DEDICACIÓN

Juan Guillermo Marin Diaz

Estudiante

0 Horas

Jorge Iván Montes Monsalve

Coinvestigador

0 Horas

Leidy Mariana Mosquera Rivera

Estudiante

0 Horas

Milton Humberto Medina Barreto

Coinvestigador

8 Horas

Laura Andrea Flórez Bedoya

Coinvestigador

0 Horas

Hoover Albeiro Valencia Sanchez

Coinvestigador

8 Horas

 

TIPO DE CONVOCATORIA

2019. Decimotercera Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Investigación Básica

OBJETIVO(S)

Objetivo General: Desarrollar superficies selectivas en forma de multicapa con base en óxidos metálicos depositados con la técnica CVD asistida por aerosol, con el con el fin de fabricar la superficie absorbedora de un colector solar plano a escala y medir experimentalmente su rendimiento térmico. Objetivos Específicos:¿ Obtener superficies absorbedoras selectivas sobre sustratos metálicos mediante la técnica CVD asistida por aerosol de XFeOx ¿ XFe2O3 o XAl2O3 con X= Ni, Co, Ti con arreglo experimental en forma de multicapa (capa barrera, capa de absorción solar, y/o antirreflejante) variando sistemáticamente las condiciones de crecimiento. ¿ Realizar un estudio del efecto de los parámetros de crecimiento en la homogeneidad, estructura y propiedades ópticas de las películas obtenidas. ¿ Realizar un estudio comparativo de las propiedades de los recubrimientos al ser sometidos a pruebas de durabilidad. ¿ Implementar un proceso de escalamiento para obtener al menos una superficie absorbedora de 15 cm x 30 cm y fabricar un colector solar plano a escala, como prueba piloto de la superficie selectiva solar.

RESUMEN

Existe actualmente una gran preocupación a nivel mundial por los efectos cada vez más importantes del denominado ¿cambio climático¿ provocado por los gases de efecto invernadero (GEI) producto de nuestro gran consumo de combustibles fósiles (por ejemplo, Colombia depende en más del 77% del consumo de petróleo, gas natural y carbón), razón por la cual hay un gran interés por realizar una transición energética hacia fuentes renovables de energía. Además, nuestro país se adhirió al Protocolo de Kyoto de la Convención Marco de la ONU sobre el Cambio Climático (Ley 629 de 2000), cuyo objetivo era reducir las emisiones de GEI, lo que implica que las energías renovables se convirtieron en una opción estratégica para Colombia. A finales de 2013, se aprobó el estatuto de la Agencia Internacional de Energías Renovables (Ley 1665 de 2013), para promover el uso de energías renovables. En mayo de 2014 se aprobó la Ley 1715, que desarrolla una política pública para la integración de las energías renovables no convencionales al sistema energético nacional. Nuestro país no ha sido ajeno a las transformaciones necesarias y le ha apostado, sobre todo, a la energía eléctrica fotovoltaica, pero el aprovechamiento de la energía solar térmica sigue siendo escasa. Existen tecnologías solares para la obtención de agua caliente a baja temperatura (< 65 °C), como los colectores solares planos, cuyas características de funcionamiento y construcción son conocidas y comparado con otros colectores, es el más fácil y menos costoso de fabricar, instalar y mantener. Sin embargo, sigue siendo objeto de investigación actual debido a la necesidad de optimizar su rendimiento térmico, hidráulico, de almacenamiento térmico, etc. También es importante para nuestro país el desarrollar una tecnología propia que nos evite tener que importarla (por ejemplo, el absorbedor solar selectivo que es la componente que más se importa en los países latinoamericanos), como sucede actualmente. Además, es relevante que el desarrollo de esta tecnología considere aspectos de larga durabilidad ante los climas extremosos que tenemos en el país. Por ésta razón, este proyecto se enfoca en el estudio y desarrollo de los recubrimientos selectivos que forman parte de la superficie absorbedora del colector solar plano. Se pretende realizar depósitos utilizando la técnica de Deposición de Vapor Químico Asistido por Aerosol (CVDAA) implementada en nuestro laboratorio, con el fin de obtener un arreglo multicapa formada por una capa barrera, absorbente y antireflejante, utilizando óxidos metálicos, los cuales tienen respuesta óptica prometedora (alta absortancia solar y baja emitancia térmica). Asimismo, se analizarán no solo las propiedades ópticas hacia la determinación de altas selectividades, sino también las propiedades estructurales y térmicas para evidenciar la estabilidad de la superficie selectiva y la durabilidad por medio de su exposición en cámara salina en función del tiempo. Es importante anotar que con la ejecución de este proyecto también se contribuirá a la formación de estudiantes de ingeniería de la UTP, tanto en la línea de materiales, como de energías renovables (solar térmica), que podrán continuar sus estudios posgraduales o animarse a ser empresarios en este nicho de oportunidades que se abren no solo a nivel nacional sino mundial.

ESTADO

Ejecución

FECHA DE INICIO

03/02/2020

FECHA DE FINALIZACION

03/02/2022

PRODUCTOS

NOMBRE
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