Localized surface plasmon (LSP) is a resonance phenomenon between electromagnetic wave and the electrons inside small metallic particle whose size is smaller than the wavelength of incident wave. When LSP is excited, the absorption of the wave by the particle is greatly enhanced resulting in effec-tive conversion of photon energy into thermal energy. This process has great potential to improve the performance of solar energy harvesting devices such as volumetric solar collector where enhancing light absorption capability of heat transfer fluid is an important issue. In the present study, nanofluid based on AuNR is proposed as a promising candidate for such purpose and its possibility is confirmed by characterizing its optical properties. Moreover, the performance of volumetric solar collector that utilizes nanofluid as its working fluid was investigated theoretically. Finally, the experiment set up for volumetric solar collector was designed based on the results of theoretical investigation.
본 연구는 작은 금속 입자에 빛이 입사할 때 입자의 크기가 빛의 파장보다 작은 경우 발생하는 입자 내부의 전자와 빛의 공진 현상인 Localized surface plasmon(LSP)을 이용하여 체적 기반 태양열 집열기의 성능을 증대시키는 것을 목적으로 한다. LSP 공진 현상이 발생할 경우 입자에 의한 빛의 흡수와 산란이 크게 증대되는데 이를 통해 빛 에너지의 열 에너지로의 전환이 활발하게 일어나게 된다. 이러한 특성은 높은 빛 흡수율을 가지는 작동유체를 필요로 하는 체적 기반 태양열 집열기의 성능 증대에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 예측되며 본 연구에서는 금나노막대를 분산시킨 나노유체를 이용하여 그 가능성을 확인해 보고자 한다. 이를 위하여 먼저 금나노막대를 이용하여 제작한 나노유체의 광학적 성질을 파악한 뒤 이를 이용한 체적 기반 태양열 집열기의 그 성능을 파악해 볼 것이다.
