I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

MÓDULO_ 06 Ingeniería Mecánica y Fluidodinámica 116 CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL Y MECÁNICA DE PEROVSKITAS PARA CELDAS DE COMBUSTIBLE DE ÓXIDO SÓLIDO 1 Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Chile. *Email: rodrigo.garenasb@gmail.com Rodrigo Arenas 1* , F. Monárdez 1 , C. Rospigliossi 1 , A. Akbari-Fakhrabadi 1 RESUMEN Para mitigar los efectos relacionados a la crisis climática en el mundo, la implementación de celdas de combustible de óxido sólido ha cobrado especial interés en la industria y la academia. Estos dispositivos son capaces de transformar limpiamente ener- gía química en eléctrica y viceversa, a partir de combustibles no fósiles. Sin embargo, estas se encuentran bajo una serie de condi- ciones a considerar para su uso a altas temperaturas, como su es- tabilidad electroquímica y termomecánica. Las perovskitas en ca- pas PrBaFe 2 O 5+δ (PBFO) y PrBaFe 1.9 Zn 0.1 O 5+δ (PBFZO) demuestran una buena conductividad eléctrica y desempeño químico como electrolitos a diversas temperaturas, sin embargo, su comporta- mientomecánico no ha sido estudiado a las altas temperaturas de operación presentas en las celdas de combustible de óxido sólido. Así, se busca caracterizar mecánicamente los materiales a altas temperaturas y caracterizar su estructura cristalina con el fin de verificar una correcta manufactura de estos. Se fabricaron polvos de PBFO y PBFZO a partir del método Sol-Gel, posteriormente, estos polvos fueron calcinados a 900 °C/5h y caracterizados me- diante difracción de rayos X (DRX) mostrando una composición cristalina mixta cúbica (Pm3̅m) y tetragonal (P4/mmm) en ambos materiales. Luego los polvos se prensaron en barras cuadradas de 6×6×35 [mm] y fueron sinterizadas durante 10 horas a 1300 °C. Las muestras son ensayadas mediante compresión cíclica hasta un esfuerzo máximo de 30 [MPa] a temperatura ambiente hasta 900 °C, donde se utiliza un sistema de correlación digital de imágenes que mide las deformaciones horizontales y verticales del material utilizando cámaras de alta velocidad que registran los desplaza- mientos sobre las muestras. Preliminarmente las muestras de PBFOmuestran la estructura deseada de alta simetría, coinciden- te con un comportamiento mecánico lineal en compresión cíclica a 23 °C, demostrando buenas características mecánicas en una primera instancia y convirtiéndolo en un material atractivo junto a sus propiedades electroquímicas.