Medición de deformación de materiales a altas temperaturas mediante correlación digital de imágenes

Abstract

El almacenamiento de energía eléctrica permite el desacoplamiento temporal de la generación y el consumo de energía eléctrica y por esta razón se ha proyectado como un componente clave de la futura red eléctrica ya que permitirá aumentar su eficiencia y promoverá el uso a gran escala de sistemas de energía intermitentes, como el eólico y solar. Entre las diversas opciones de almacenamiento de electricidad, una de las más prometedoras consiste en la conversión de energía desde su forma eléctrica a la química mediante la producción de hidrógeno o gas de síntesis a través de procesos de electrólisis de vapor y CO2 mediante celdas de óxido sólido reversible. En particular, las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) son dispositivos que operan a altas temperaturas (600-1000°C) y están caracterizadas por el electrodo cerámico que las compone. El presente trabajo desarrolla una metodología que permite medir deformación y caracterizar las propiedades mecánicas de materiales cerámicos sometidos a esfuerzos de compresión utilizados como materiales de electrodo en celdas de combustible de óxido sólido, en particular, las perovskitas LSCF y BaFeO3, a sus respectivas temperaturas de operación y por medio de análisis por correlación digital de imágenes. El estudió abarca la elaboración de patrón de motas sobre muestras de interés, el uso de cámaras, filtros pasa banda y el montaje de la configuración general necesaria para realizar ensayos de expansión térmica y de compresión a alta temperatura. \\ En base a investigaciones anteriores se logró determinar y posteriormente adquirir los recursos necesarios para complementar los equipos disponibles en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile y así establecer una configuración óptima que logró medir el coeficiente de expansión térmica y obtener la curva de esfuerzo-deformación de los materiales LSCF y BaFeO3.