[发明专利]用于聚光式太阳能收集器的选择性表面的电镀

说明书

一种制造光谱选择性表面的方法。方法200包括清洁202管状衬底的外表面，例如通过在丙酮中超声处理，对清洁过的外表面进行抛光204，以及在抛光过的外表面，即管状衬底的外表面上沉积210Co‑Cr涂层。Co‑Cr涂层包含Co(II)化合物和Cr(III)化合物，但不包含Cr(VI)化合物。通过采用DES电解液，可以将Cr(III)离子溶解在电解液中，从而使布置在电解液中的接收器管道可被来自Cr(III)离子的选择性Co‑Cr涂层覆盖，在其中所得到的接收器管道的关于吸收率和发射率的光学特性可与传统的黑铬相比或超过传统的黑铬。从而可以避免使用有害的六价铬，这可以实现更健康和环境友好。特别是，没有有害的Cr(VI)离子或包含它们的其余物质来污染周围的空气，也不需要进行处理或处置。

技术领域

本公开涉及表面处理，尤其涉及用于实现聚光式太阳能收集器的光谱选择性表面的处理。

背景技术

在现代社会中，能源被人类和工业所消耗，例如用于生产各种产品，用于运输和生产食物。能源可以多种形式产生，也可以来自不同的能量源。例如，经常从水力发电厂，煤炭、油或天然气的燃烧来产生电力。传统上，热量是由本地燃烧厂或区域供热电厂产生的。

随着人口的增长和对服务的需求，能源消耗急剧增加，这对我们的环境产生了严重的负面影响。燃烧产生大量的二氧化碳和其他温室气体。水力发电厂需要淹没大片土地，等等。

为了减少我们的足迹和对环境的负面印象，已经提出了对生产更加清洁和环保的能源的需求。今天，可再生能源是由风、太阳、海浪等产生的。太阳以辐射的太阳光束的形式向我们的星球提供大量能量。太阳能电池可利用太阳辐射来发电，例如以太阳能电池板的形式，或太阳能收集器可利用太阳辐射产生热量。

聚光式太阳能收集器使用镜子、透镜或其组合，以点或线的形式聚焦太阳辐射。在槽形的聚光式太阳能收集器中，反射器形成为弯曲的细长镜，其将太阳辐射反射在沿反射器的聚焦线布置的接收器上。接收器通常是黑色的管子，里面装满输送流体，例如水、乙二醇或油。管子被聚集的太阳辐射加热并将热量传递到输送流体，该输送流体在可以使用加热的输送流体的系统中循环。加热的输送流体既可以用作工业过程中的过程热，也可以用作区域加热。

在本公开文本中将使用术语“PTC”(抛物面槽式太阳能收集器(Parabolic Troughsolar Collector))来表示具有槽形反射器的聚光式太阳能收集器，该槽形反射器被布置为将太阳光聚集到流体管道上。通常，PTC将枢转以跟踪白天的太阳，并由太阳跟踪装置控制。

抛物面槽式太阳能收集器包括细长的反射器，该反射器的反射面的横截面被描述为抛物线曲线。反射器将直射的阳光聚焦在焦点上。

电镀是一种古老而完善的技术，至少从1970年开始其就用于生产太阳能收集器的选择性表面(Selvakumar和Barshilia，2012年)，以前称为[1]。

术语“选择性表面”用于表示对于电磁波(即辐射)的不同波长的具有不同吸收率/发射率的表面，例如在可见光谱范围内具有高的光吸收率/发射率，以及在红外光谱范围内具有低的光吸收率/发射率。选择性表面也被称为“光谱选择性表面”和“光学选择性表面”。包括镍，钴和铬的许多金属已用于电镀选择性表面。黑铬(black chromium)(也称为黑铬(black chrome))表现出最佳的光学性质(即在这些电镀表面中)，并且使得电镀黑铬成为最常用的选择性表面之一(Abbas，2000年)，以前称为[2]。然而，常规的铬电镀受到法律限制，因为它是基于含Cr(XI)(即Cr(VI)，见下文)的以铬酸为形式的溶液，这种溶液具有致癌性和毒性(Zhang等，2015年)，以前称为[3]。

参照作为示意性图示的图1a-1c，现在描述关于已知的接收器管道解决方案的三个示例。