انرژی خورشيد، يکی از منابع تأمين انرژی رايگان، پاک و بدون اثرات مخرب زيست‌محيطی است که از ديرباز به روش‌های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. به منظور کاهش و صرفه‌جويی در مصرف انرژی، کنترل عرضه و تقاضای انرژی و کاهش انتشار گازهای آلاينده و جایگزين شدن انرژيی‌های فسيلی با انرژيی‌های تجديدپذير از جمله انرژی خورشيدی با استقبال فراوانی روبرو شده است. در ایران، عمده پوشش‌های جاذب گرمایی از سایر کشورها تهیه می‌شود. تقریباً همه مواد مورد استفاده در این پوشش‌ها، نسبت به رطوبت حساس هستند و رطوبت به شدت کارایی آن‌ها را کاهش می‌دهد و در مواردی حتی باعث جدا شدن پوشش از سطح زیرین خود می‌شود. با توجه به استفاده از سیال برای انتقال گرمای ایجاد شده از صفحه جاذب به مخزن و نیز استفاده از آبگرمکن‌های خورشیدی در مناطق با رطوبت بالا، مشکل رطوبت برای پوشش‌های جاذب، امری اجتناب‌ناپذیر است.

در ایران، تحقیقات متعددی در ساخت صفحات جاذب گرمایی صورت پذیرفته است ولی اکثر سازندگان آبگرمکن‌های خورشیدی، از صفحات وارداتی استفاده می‌نمایند. فناوری ساخت این صفحات، بیشتر به روش رسوب بخار فیزیکی است. برای ساخت این صفحات، از روش‌های دیگری همچون تبخیر حرارتی، کندوپاش مغناطیسی، الکترولیز و آبکاری نیز استفاده می‌شود. همچنین مواد مورد استفاده در این پوشش‌ها نیز متنوع است. در این طرح، پوشش‌های جاذب گرمایی خورشیدی تک لایه، با استفاده از نانوذرات سرامیکی و اصلاح سطحی، با کیفیت بالا تولید شد.  

 در ابتدا پودر سراميكي با استفاده از عامل سیلانی مورد اصلاح سطحی قرار گرفت. سپس با افزودن مقادیر مختلف از پودر نانوسیلیس به پوشش، تاثیر آن بر اندازه و نحوه توزیع تخلخل‌های ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های انجام شده به منظور بهینه‌سازی، نشان داد که افزودن نانوسیلیس به مقدار یک درصد وزنی، بهترین حالت را برای توزیع و اندازه تخلخل‌های ایجادشده در پوشش ایجاد می‌کند به‌طوری‌که در آزمایش رفلاکتانت UV حالت جامد مشاهده شد که با افزودن یک درصد وزنی نانوسیلیس، 12 درصد مقدار جذب امواج گرمایی خورشید افزايش مي‌یابد.  

تفاوت اصلي ذخيره‌‏سازهاي حرارتی سراميکي نانوحفره، حفظ گرماي بيشتر در مدت زمان‏‌هاي طولاني‌‏تر است. دو شاخص مهم براي موادي که براي ذخيره‏‌سازی حرارتی استفاده مي‏‌شوند، ظرفيت ذخيره‌سازي و ميزان نگهداري انرژی حرارتي است که مواد سراميکي با ذخيره انرژی حرارتي در درون ساختار مولکولي و نانوحفره‏‌هاي خود، مي‏‌توانند گرما را در مدت زمان‌‏هاي طولاني در خود نگه دارند. همچنين به علت خاصيت شارژ و دشارژ انرژي حرارتی در اين سراميك‏‌ها، اين مواد نسبت به مواد ديگر با حجم يکسان داراي ظرفيت بالاتري در ذخيره‌‏سازي حرارتی هستند.

اصول فيزيکي جذب (فرآیند شارژ و دشارژ ذخيره‌‏ساز حرارتی )

نمودار ظرفيت ذخيره‌سازی در برابر دما برای مواد ذخيره‌ساز حرارتی، گرمای محسوس، گرمای نهان و ترموشيميايی‌ها، در شکل زیر نشان داده شده است. همانطور که در نمودار دیده می‌شود، موادی که از فرآيندهای ترموشيميايی استفاده می‌کنند، به طور کلی ظرفيت ذخيره­‌سازی و دمای بالاتری دارند که در این محصول، از این مواد جهت بهبود خواص و عملکرد محصول استفاده شد.

ظرفيت ذخيره‌سازی در برابر دما برای مواد ذخيره‌ساز حرارتی، گرمای محسوس، گرمای نهان و ترموشيميايی‌ها

 دماي کارکرد شارژ اين ذخيره‏‌سازهاي سراميکي، بين 100 تا250 درجه سانتي­گراد و ميزان ذخيره‌‏سازي حرارتی آن، 150 کيلو وات ساعت بر متر مکعب است و مي­‌توانند براي روزها، گرما را در خود نگه دارند. اندازه دستگاه، بر اساس نياز و ميزان گرمادهي طراحي و ساخته مي‌‌شود و همچنين شارژ دستگاه، با برق 220 ولت و يا با منابع گرمايي ديگر قابل انجام است.

کاربردها:

•  صفحات کلکتور مورد استفاده در آبگرمکن‌های خورشیدی
• استفاده از پودر جاذب گرمایی برای سطوح مختلف به‌منظور تأمین انرژی گرمایی (دمای این سطوح در برابر نور خورشید به ۷۰ درجه بیشتر از دمای محیط می‌رسد)

 مزایا:

• قابل حمل
• ذخيره گرما براي مدت طولاني
• قابليت شارژ و دشارژ
• استفاده از گرماي كنترل شده و آزادسازی گرما در چندين مرحله
• ایمنی بالا به علت نداشتن شعله و دود
• بالا بردن بهره‌وری سيستم‌های توليد همزمان برق و حرارت (CHP)