Estudio del efecto plasmónico de nanopartículas de plata en la absorción de energía solar
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Date
2024-06-11
Authors
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
En este trabajo de tesis se estudió el efecto plasmónico de nanopartículas de plata (AgNPs) en
microcolectores solares. Para ello, se sintetizaron AgNPs variando los diferentes parámetros
que forman parte de su obtención, y se caracterizaron mediante UV-visible, zetasizer y
microscopia electrónica de transmisión (TEM). Posteriormente, se evaluó el diferencial de
temperatura de las AgNPs en un microcolector solar bajo un sistema dinámico y estático
respectivamente establecidos, variando la velocidad de flujo y la concentración de las AgNPs.
Por medio de la espectroscopia UV-visible se identificó que la intensidad de absorbancia de las
muestras aumenta a medida que aumenta el pH y alcanza su mayor valor cuando la
concentración de plata es de 0.2 ml de AgNO3.
La evaluación del zetasizer mostró que el pH y la concentración de las AgNPs pueden modificar
su estructura y tamaño. En el caso del pH, a medida que aumenta, también aumenta el tamaño
de las nanopartículas con una dispersión poblacional más uniforme. La muestra SP07, presentó
un tamaño de 94,02 nm con un área poblacional del 100 %.
Mediante TEM, se mostró que las AgNPs tienen una estructura esférica o cuasi esférica. El
tamaño de las AgNPs aumenta a medida que aumenta el pH o la concentración de plata.
La evaluación del diferencial de temperatura mostró que el diferencial es mayor a menor
velocidad de flujo, es el caso de la muestra E2-025 bajo sistema dinámico que alcanzó un
diferencial de temperatura de 1.316°C. Esto se debe a que las nanopartículas tienen mayor
tiempo de interacción para absorber energía solar a menor velocidad de flujo. Además, entre el
sistema estático y dinámico se mostró que el sistema dinámico es el óptimo en cuanto a obtener
un mayor diferencial de temperatura. Esto se debe a que las nanopartículas tienen más libertad
de movimiento en el sistema dinámico, lo que les permite absorber más energía solar.
La evaluación del diferencial de temperatura variando la intensidad luminosa mostró que
guardan una regresión no lineal por causa del efecto plasmónico, ya que si no se aplicara este
efecto, el comportamiento entre las variables mencionadas sería netamente lineal.
En general, los resultados de este trabajo de tesis muestran que las AgNPs son un material
prometedor para la aplicación en colectores solares gracias a su propiedad plasmónica. Las
AgNPs pueden mejorar la absorción de energía solar y, por lo tanto, la eficiencia de conversión
fototérmica en los colectores solares.
Description
Keywords
Plasmónica, Nanopartículas de plata