P18 Materiales selectivos y reflejantes para sistemas de conversión de energía solar en energía térmica

Desarrollo de metodologías para el depósito de recubrimientos novedosos para aplicaciones en la conversión de energía solar en energía térmica, enfocado en dos temas: (i) recubrimientos selectivos para la absorción de energía solar y su conversión eficiente en energía térmica y; (ii) recubrimientos reflejantes para sistemas de concentración de energía solar.

Los recubrimientos selectivos permiten absorber una gran parte de la radiación solar y emitir muy poco en el espectro infrarrojo, lo que reduce considerablemente las pérdidas de calor por radiación térmica, algo especialmente importante en aplicaciones de alta temperatura. Disponer de tecnologías propias de recubrimientos selectivos y de superficies altamente reflejantes, resulta de gran importancia para el desarrollo de una industria nacional competitiva en el campo de la energía solar térmica.

Los recubrimientos de absorción solar selectiva y de superficies de alta reflexión, por su importancia en el aprovechamiento de la energía solar para el calentamiento de diferentes fluidos, son producidos e investigados en muchas empresas y laboratorios en todo el mundo. Sin embargo, las tecnologías que se desarrollarán en este proyecto son innovadoras, como es el caso del depósito electroquímico, en la que se ha propuesto la utilización de contra-electrodos de nueva generación hechos con materiales disponibles en el mercado nacional.

El objetivo general del proyecto es el desarrollo de metodologías para el depósito de recubrimientos novedosos para aplicaciones en la conversión de energía solar en energía térmica con dos enfoques principales: a) Recubrimientos selectivos para la absorción de energía solar y su conversión eficiente en energía térmica y b) Recubrimientos reflejantes para sistemas de concentración de energía solar. Se pretenden crear vínculos para transferir soluciones innovadoras a la sociedad.
La aspiración final es el surgimiento de la industria mexicana de recubrimientos de absorción solar selectiva y reflejante con amplias perspectivas de cubrir necesidades estratégicas nacionales e incluso extranjeras.

Líder técnico

Dr. Gerko Oskam

Cinvestav-IPN, Unidad Mérida. Departamento de Física Aplicada. Investigador Cinvestav 3D & Coordinador Académico.

Antigua Carretera a Progreso km 6, AP 73 Cordemex, Mérida, Yuc. 97310.

Nivel II del Sistema Nacional de Investigadores.

Área de investigación en fabricación y caracterización de materiales porosos y nanoestructurados deposición electroquímica de metales, tecnologías de energía y conversión de energía solar.

www.mda.cinvestav.mx/personal/goskam.htm

Responsable administrativo

C.P. Francisco Alejandro Puerto Castillo

Cinvestav-IPN, Unidad Mérida, Mérida, Yuc.

Antigua Carretera a Progreso km 6, AP 73 Cordemex, Mérida, Yuc. 97310.

Instituciones participantes

Nuestros desarrollos

  • Recursos humanos especializados.
  • Prototipos de recubrimientos selectivos y reflejantes.
  • Estrategia de transferencia de tecnología.
  • Vinculación con la industria.
  • Innovación de proceso de depósito de recubrimientos.

Resultados alcanzados

Artículos

Análisis de los defectos en las laderas de un colector solar cilindro-parabólico con pantallas nulas

Patentes

Nombre del desarrollo: Diseño de una pantalla plana nula para probar un colector solar cilindro-parabólico
Etapa: 3
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: https://www.spiedigitallibrary.org/journals/Optical-Engineering/volume-53/issue-11/114108/Design-of-a-single-flat-null-screen-for-testing-a/10.1117/1.OE.53.11.114108.full?SSO=1
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Pruebas Ópticas
Fecha de publicación: 20 de noviembre de 2014
Nombre del medio de publicación: Optical Engineering

Nombre del desarrollo: Influencia de una capa intermedia de níquel metálico en el rendimiento de la absorción de energía solar basados en níquel negro electrodepositado en cobre
Etapa: 3
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468616316437
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Electroquímica
Fecha de publicación: 25 de julio de 2016
Nombre del medio de publicación: Electrochimica Acta

Nombre del desarrollo: Fenómeno de degradación de naranja de metilo observado durante la reacción de nanotubos de NH4TiOF3 con el medio acuoso para producir nanopartículas de anatasa de TiO2
Etapa: 4
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra15149c#!divAbstract
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Electroquímica
Fecha de publicación: .26 de julio de 2016
Nombre del medio de publicación: RSC Advances

Nombre del desarrollo:  Revisión de métodos para la evaluación de la óptica de concentradores solares reflejantes
Etapa: 4
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403211630747X
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Pruebas ópticas de concentradores solares
Fecha de publicación: 1 de marzo de 2017
Nombre del medio de publicación: Renewable and Sustainable Energy Reviews

Nombre del desarrollo: Deposición electroquímica de aleaciones Fe/Ni dentro de alúmina porosa para absorbedores solares selectivos.
Etapa: 4
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0749603616311466
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Celdas Solares
Fecha de publicación: 24 de octubre de 2016
Nombre del medio de publicación: Superlattices and Microstructures

Nombre del desarrollo: Transición difusiva a balística del transporte de calor modulado en una cámara de aire enrarecida
Etapa: 4
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4972123
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: transporte de gases
Fecha de publicación: diciembre de 2016
Nombre del medio de publicación: AIP Avances

Nombre del desarrollo: Estudio de Corrosión de recubrimientos absorbedores solares Níquel-Fosforo depositados por electroquimica sobre acero al carbón
Etapa: 5
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: http://www.electrochemsci.org/papers/vol12/120402987.pdf
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Electroquímica
Fecha de publicación: 12 de marzo de 2017
Nombre del medio de publicación: Int. J. Electrochem. Sci.

Nombre del desarrollo: Técnica de impresión con chorro de tinta de alto rendimiento para la fabricación de películas de NiCo2O4

Etapa: 5
Tipo de entregable: Original
Vínculo al artículo: https://www.hindawi.com/journals/amse/2017/9647458/
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Recubrimientos de óxidos ternarios con alta absorción solar.
Fecha de publicación: 31 de mayo de 2017
Nombre del medio de publicación: Advances in Materials Science and Engineering

Nombre del desarrollo: Diseño de un concentrador solar considerando superficies arbitraries
Etapa: 6
Carácter: Original
Vínculo al artículo: https://doi.org/10.1117/12.2279876
Tipo: Contribución en congreso
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: concentradores solares
Fecha de publicación: 16 de octubre de 2017
Nombre del medio de publicación: SPIEDigitalLibrary.org

Nombre del desarrollo: Constantes cónicas analíticas para reducir la esférica aberración de una sola lente utilizada en luz colimada
Etapa: 6
Carácter: Original
Vínculo al artículo: doi.org/10.1364/AO.56.006244
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Optica
Fecha de publicación: 1 de agosto de 2017
Nombre del medio de publicación: Applied Optics

Nombre del desarrollo:  Caracterización y resistencia a la corrosión de recubrimientos Ni-P negros sin electricidad de doble capa negra sobre acero al carbono
Etapa: 6
Carácter: Original
Vínculo al artículo: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.07.044
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Ingeniería – Tecnología de los Materiales – Propiedad de los materiales.
Fecha de publicación: 15 de octubre de 2017
Nombre del medio de publicación: Surface & Coatings Technology