Estudio de materiales antiferroeléctricos para aplicaciones en dispositivos electrocalóricos y capacitores de almacenamiento de energÃa
Resumen
Introducción. En este trabajo se presentan las investigaciones realizadas sobre cerámicas antiferroeléctricas, en base a plomo y libres de plomo, como materiales con potencial para aplicaciones tecnológicas.
Objetivos. Los aportes más significativos al conocimiento cientÃfico, que avalan la novedad y actualidad de las investigaciones realizadas, son: i) Investigación de la influencia de la concentración de lantano en las propiedades estructurales, dieléctricas y ferroeléctricas de los sistemas (Pb1-xLax)(Zr0.95Ti0.05)1-x/4O3 y (Bi0.5Na0.5)0.92Ba0.08-3x/2LaxTiO 3 (x = 0, 1, 2 y 3 at%); ii) Estudio de la capacidad de almacenamiento de energÃa y el efecto electrocalórico en ambos sistemas; iii) Evaluación de las potencialidades de estas cerámicas para aplicaciones tecnológicas basadas en capacitores dieléctricos y dispositivos electrocalóricos.
Métodos. Las propiedades fÃsicas de las cerámicas fueron estudiadas por DRX, espectroscopia Raman y un circuito del tipo Sawyer-Tower.
Resultados. La respuesta electrocalórica más alta fue alcanzada para las composiciones (Pb0.980La0.020)(Zr0.950Ti0.050)0.995O3 y (Bi0.5Na0.5)0.92Ba0.05La0.02TiO 3, siendo uno de las más altas reportadas en la literatura cientÃfica para sistemas cerámicos. Mientras que, la cerámica (Bi0.500Na0.500)0.920Ba 0.065La0.010TiO3 reveló las mejores propiedades de almacenamiento de energÃa.
Conclusiones. Estos resultados abren la posibilidad de desarrollar nuevos sistemas cerámicos para ser usados en tecnologÃas de enfriamiento de próxima generación, sin la utilización de gases de efecto invernadero, reemplazando la compresión de gas convencional. Además, la obtención de materiales libres de plomo con alta densidad de almacenamiento de energÃa tiene gran importancia para el desarrollo de dispositivos de energÃa limpia y renovable como los capacitores dieléctricos, brindando un valor ecológico adicional al considerar la protección del medio ambiente.
Palabras clave
Copyright (c) 2021 Yanela Mendez González, Aimé Peláiz Barranco, José de los Santos Guerra, Arbelio Pentón Madrigal, Francisco Calderón Piñar, Pierre Saint-Grégoire, Tongqing Yang
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