生物莲花多尺度微纳米结构TiC/TiN-Ni/Mo光谱选择性吸收器的热稳定性和耐候性,基于激光覆盖诱导的化泡
Xuming Pang1, Bin Li2, Sanyang Gao1,3
1Key Laboratory of Marine Materials and Related Technologies, Zhejiang Key Laboratory of Marine Materials and Protective Technologies, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 5, 2024
概括
这项研究开发了一种新型的太阳能选择性吸收涂层,使用花灵感的多孔结构. 这种涂层表现出极好的高温稳定性和耐腐蚀性,提高了太阳能利用率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能工程 太阳能工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 传统的多层太阳能吸收涂层由于原子扩散而遭受高温光学性能稳定性差.
- 高效的太阳能利用需要具有增强热稳定性和吸收能力的先进材料.
研究的目的:
- 为了克服太阳能选择性吸收涂料的高温不稳定性问题.
- 开发一种具有增强光学性能和热稳定的新型涂层,使用生物孔状结构.
主要方法:
- 使用TiC/TiN-Ni/Mo材料系统构建一个多尺度莲花生物孔状结构.
- 在现场通过激光诱导的化泡策略沉积涂层,结合化泡和激光覆盖技术.
- 池动力学 (马兰戈尼力,重力,浮力,表面张力) 影响孔隙形成的分析.
主要成果:
- 实现了双模孔大小分布,增强光散射和二次吸收.
- 该涂层具有85%的吸收能力,具有出色的温度稳定性.
- 与基板相比,开发的涂层表现出优越的耐腐蚀性.
结论:
- 激光诱导的多层生物体多孔结构涂层集成了内在和结构吸收机制.
- 这种方法使灵活的设计和高温太阳能吸收涂层的高效制造成为可能.
- 这种新型涂层显著提高了太阳能利用效率和材料耐用性.
