p (Phys.org) —Os painéis térmicos solares desenvolvidos na EPFL são revestidos com novos materiais exclusivos e patenteados. Os pesquisadores criaram um revestimento preto mais forte que retém sua cor original e, portanto, suas propriedades de absorção por muito mais tempo do que os painéis tradicionais. p Como a maioria dos elementos de uma construção, a vida útil de um painel solar térmico é entre 25 e 30 anos. Para retardar o processo de envelhecimento e manter seu desempenho, uma equipe de pesquisadores da EPFL tem, em rápida sucessão, aprimorou o revestimento preto usado para sensores térmicos e desenvolveu um método original e patenteado para a deposição do revestimento.

p A cor preta é o elemento chave dos painéis térmicos, pois pode absorver até 90% da energia que recebe. Contudo, hora extra, os efeitos da luz e do calor deterioram o preto, e o painel se torna menos eficiente. Os engenheiros desenvolveram um processo inovador que deposita camadas finas de 3 materiais diferentes que são mais resistentes, mais seletivo e menos tóxico do que o cromo usado até agora. Como tal, este novo material oferece alta durabilidade ao ar livre em temperaturas de 300 ° C a 400 ° C, evitando assim o uso de tubos de vácuo de vidro, que são caros.

p Um novo revestimento preto

p Martin Joly, do Laboratório de Energia Solar e Física de Edifícios, pesquisou um novo processo para a conversão de energia solar térmica. Ele desenvolveu um revestimento nano cristalino que apresenta excepcional resistência a altas temperaturas. Abandona o cromo preto que era usado para painéis atualmente no mercado em favor de um composto multicamadas de cobalto - por sua resistência à corrosão, manganês - para preto, e cobre - por sua condutividade térmica.

p "Queríamos desenvolver camadas seletivas que absorvessem bem a luz e que fossem menos tóxicas que o cromo. Por isso seguimos a trilha desses materiais." As camadas depositadas por um processo químico apresentam uma resistência ao calor excepcional que nunca foi alcançada com os revestimentos de cromo tradicionais. Na verdade, eles podem suportar temperaturas de 360 ​​graus Celsius sem se deteriorar em contato com o ar.

p Para um sensor plano, a temperatura média real é de cerca de 80 ° C, e no verão a temperatura pode chegar a 200 ° C. Exposta regularmente ao ar e à umidade, o sensor deve durar 25 anos em um prédio, o que não é tão fácil.

p "A durabilidade de nossos materiais em temperaturas superiores a 360 ° C também pode ser de interesse para usinas termelétricas, "diz Andreas Schüler, quem chefia a equipe de pesquisa.

p De nanopartículas a protótipos em escala real

p A fim de fundir os 3 elementos diferentes em camadas finas e homogêneas, os pesquisadores não hesitaram em trabalhar em grande escala:"Ao pesquisar nanopartículas, você normalmente usa amostras. Para nós, definimos o desafio de revestir tubos de aço inoxidável de 2 metros de comprimento, "explica o pesquisador. Para isso, os cientistas tiveram que construir máquinas adequadas para seu projeto.

p Os materiais são depositados por imersão sucessiva, e cada camada é aquecida por indução que evapora o carbono e fixa os elementos. "Começamos comprando resistores simples, depois experimentamos a indução e obtivemos resultados que superaram em muito as nossas expectativas, "diz a pesquisadora.

p Este método tem a vantagem de ser rápido, com eficiência energética impressionante e uma melhor qualidade nos resultados. E as camadas são perfeitamente depositadas e homogêneas. O que mais, uma patente foi depositada sobre este novo método. O trabalho realizado por Martin Joly resultou em duas publicações. Um em Energia solar , sobre os componentes livres de cromo pretos e suas propriedades ópticas, ganhou o prêmio de melhor papel de 2012–2013.