Resumen

Este estudio proporciona información para diseñar reactores solares fotocatalíticos heterogéneos con geometría de placa plana utilizados en el tratamiento de efluentes y la conversión de biomasa en hidrógeno. Se introdujo el concepto de capa límite de absorción de fotones teniendo en cuenta la absorción eficiente de la energía radiante; este concepto puede entenderse como el espesor del reactor medido desde la superficie irradiada donde se absorbe el 99% de la energía total. Su espesor y la tasa volumétrica de absorción de fotones (VRPA) se utilizaron como parámetros de diseño para determinar (i) el espesor del reactor, (ii) la energía radiante máxima absorbida y (iii) la concentración óptima de catalizador. Se estudiaron seis marcas comerciales diferentes de dióxido de titanio: Evonik-Degussa P-25, Aldrich, Merck, Hombikat, Fluka y Fisher. La tasa volumétrica local de absorción de fotones (LVRPA) en el interior del reactor se describió mediante un modelo de absorción-dispersión de seis flujos (SFM) aplicado a la radiación solar. El campo de radiación y el espesor de la capa límite de absorción de fotones se simularon con efectos de absorción y dispersión de catalizadores en agua a diferentes cargas de catalizador. La relación entre la carga de catalizador y el espesor del reactor que maximiza la absorción de energía radiante se obtuvo para cada catalizador mediante el espesor óptico aparente. La concentración óptima del fotocatalizador Degussa P-25 fue de 0,2 g/l en 0,86 cm de espesor, y para el fotocatalizador Aldrich fue de 0,3 g/l en 0,80 cm de espesor.

• Materias:Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras Biofotónica
• Subjects:Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures Biophotonics
• Palabras claves:absorción de fotones, energía radiante, espesor del reactor, espesor, reactores solares fotocatalíticos heterogéneos, espesor óptico aparente, espesor de la capa límite, diferentes cargas de catalizador, diferentes marcas comerciales, geometría de placa plana
• Keywords:photon absorption, radiant energy, reactor thickness, thickness, heterogeneous photocatalytic solar reactors, apparent optical thickness, boundary layer thickness, different catalyst loadings, different commercial brands, flat plate geometry