Hình 4.28. Sự hấp thụ bước sĩng 550 nm của CNTs/dầu silicone theo nồng
độ. Ở nồng độ 50 mg/l, khả năng hấp thụ tăng 55% so với dầu silicone nguyên chất.
Hình 4.28 biểu diễn sự hấp thụ bước sĩng 550 nm (thuộc vùng bức xạ cĩ cường độ lớn nhất trong quang phổ mặt trời) của chất lỏng nano CNTs/dầu silicone với các nồng độ khác nhau. Cĩ thể thấy rằng CNTs đã làm giảm đáng kể lượng ánh sáng truyền qua chất lỏng nền và làm tăng lượng ánh sáng bị hấp thụ. Thậm chí với hàm
lượng CNTs rất nhỏ (15 mg/l), độ truyền qua tại bước sĩng 550 nm cũng giảm khoảng 30% so với dầu silicone nguyên chất.
Từ kết quả phổ ánh sáng truyền qua của dầu silicone chứa CNTs, áp dụng định luật Lambert-Beer ta cĩ thể tính được độ suy giảm ánh sáng theo quãng đường đi được trong chất lỏng nano.
Cường độ chùm sáng khi truyền qua mơi trường ở khoảng cách r:
I(r) = I e−µext r
(75)
Trong đĩ μext là hệ số dập tắt hiệu dụng. Tỉ lệ năng lượng mặt trời bị hấp thụ bởi chất lỏng khi ta đo được độ hấp thụ hiệu dụng là [78]:
F(l) =1−
max I (λ).e−µeff ldλ
λmin
max I (λ).dλ λmin
(76)
Trong đĩ I(λ) là quang phổ của mặt trời và được tính coi như vật đen bức xạ [18]: hc −1 (77) I (λ) = 2hc2.λ−5 .exp −1 λkTsolar
Với h là hằng số Planck, c là tốc độ ánh sáng trong chân khơng, k là hằng số Boltzmann và Tsolar được lấy giá trị là 5800 K.
Kết quả tính tốn tỉ lệ hấp thụ áng sáng mặt trời theo chiều sâu từ phổ truyền qua của chất lỏng như Hình 4.29. Ta thấy khi tăng hàm lượng CNTs vào dầu
silicone đã làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của chất lỏng. Ở độ sâu 14 cm, mặc dù với hàm lượng rất nhỏ CNTs cũng cĩ khả năng hấp thụ 100% ánh sáng chiếu tới. Ở độ sâu 10 cm, với hàm lượng 50 mg/l thì độ hấp thụ năng lượng mặt trời là 99,7%.
Hình 4.30 biểu diễn cơ chế hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển hĩa thành
nhiệt của dầu silicone chứa CNTs. Dầu silicone gần như trong suốt đối với bức xạ mặt trời, cịn CNTs cĩ phổ hấp thụ rộng và khả năng hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến rất mạnh, với chú ý là gần 50% năng lượng mặt trời nằm trong vùng khả kiến. Khi ánh sáng mặt trời chiếu tới dầu silicone chứa CNTs, các electron trên bề mặt CNTs tương tác mạnh với photon và tạo thành nhiệt [101].
0
∫ ∫