Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico

Autores
Raviolo, Sofía; Molina, Gonzalo; Otero, Manuel; Luque, Guillermina Leticia
Año de publicación
2022
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.
La creciente demanda energética junto con el aumento preocupante de los niveles de contaminación ha puesto en foco de estudio las energías renovables y sus correspondientes vectores energéticos. Es por esto que la demanda de más y mejores tecnologías de almacenamiento de energía, como ser las baterías, ha aumentado notoriamente en las últimas décadas. Entre los materiales anódicos más prometedores se encuentra el litio metálico debido a que supera 10 veces la capacidad teórica de los ánodos actuales (3860 mAh/g contra 372 mAh/g), posee un bajo potencial de reducción (−3,040 V frente a SHE) y baja densidad (0,534 g/cm3) [1-2]. Sin embargo, estos materiales presentan una gran inestabilidad en la interfase sólido-electrolito (SEI), lo que resulta en un consumo constante de litio para la formación de nueva SEI, junto con un crecimiento dendrítico de litio durante el ciclado electroquímico. Estos fenómenos traen aparejada una caída en la capacidad a lo largo de los ciclos y serios problemas de seguridad debido a posibles cortocircuitos internos en las celdas. Es por esto que a lo largo de los años se han elaborado diferentes estrategias para disminuir y controlar estos efectos, una de ellas es la protección del litio metálico mediante la formación ex situ de una SEI artificial resistente . El grafeno y sus derivados, como el óxido de grafeno reducido (rGO), son materiales prometedores que podrían cumplir con las condiciones necesarias para la formación de una SEI artificial. Esto se debe a su naturaleza de láminas delgadas, livianas y con alto módulo de Young . Además, las propiedades de estos materiales pueden modificarse fácilmente mediante la funcionalización o la introducción de defectos estructurales . En particular, distintos trabajos han presentado propuestas respecto a la utilización de materiales grafíticos funcionalizados con flúor como “interlayers” para aplicaciones en baterías. Sin embargo, el estudio de los mecanismos de interacción entre Li y F con rGO/grafeno no han sido reportados en bibliografía aún. Por lo tanto, los avances teóricos en la comprensión de los mecanismos de absorción/desorción de los iones Li+ para estos materiales carbonosos funcionalizados son cruciales para entender los procesos que tienen lugar durante la implementación de la SEI ex situ y dar un mayor aprovechamiento a este instrumento. En este trabajo presentamos un estudio mediante cálculos de primeros principios de la litiación de estructuras grafíticas como ser el grafeno y el rGO modificadas con flúor, utilizando la teoría funcional de densidad (DFT). Así mismo analizamos la variabilidad en la estabilidad de estas estructuras, considerando la adición de defectos de distintos tipos
Fil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.
Física Atómica, Molecular y Química (física de átomos y moléculas incluyendo colisión, interacción con radiación, resonancia magnética, Moessbauer Efecto.)
Materia
Litio
Baterías de Litio
Litio
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
oai:rdu.unc.edu.ar:11086/562321
Acceder
id RDUUNC_b0d8e43efac6819f7080b85560d9288d
oai_identifier_str oai:rdu.unc.edu.ar:11086/562321
network_acronym_str RDUUNC
repository_id_str 2572
network_name_str Repositorio Digital Universitario (UNC)
spelling Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálicoRaviolo, SofíaMolina, GonzaloOtero, ManuelLuque, Guillermina LeticiaLitioBaterías de LitioLitioFil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.La creciente demanda energética junto con el aumento preocupante de los niveles de contaminación ha puesto en foco de estudio las energías renovables y sus correspondientes vectores energéticos. Es por esto que la demanda de más y mejores tecnologías de almacenamiento de energía, como ser las baterías, ha aumentado notoriamente en las últimas décadas. Entre los materiales anódicos más prometedores se encuentra el litio metálico debido a que supera 10 veces la capacidad teórica de los ánodos actuales (3860 mAh/g contra 372 mAh/g), posee un bajo potencial de reducción (−3,040 V frente a SHE) y baja densidad (0,534 g/cm3) [1-2]. Sin embargo, estos materiales presentan una gran inestabilidad en la interfase sólido-electrolito (SEI), lo que resulta en un consumo constante de litio para la formación de nueva SEI, junto con un crecimiento dendrítico de litio durante el ciclado electroquímico. Estos fenómenos traen aparejada una caída en la capacidad a lo largo de los ciclos y serios problemas de seguridad debido a posibles cortocircuitos internos en las celdas. Es por esto que a lo largo de los años se han elaborado diferentes estrategias para disminuir y controlar estos efectos, una de ellas es la protección del litio metálico mediante la formación ex situ de una SEI artificial resistente . El grafeno y sus derivados, como el óxido de grafeno reducido (rGO), son materiales prometedores que podrían cumplir con las condiciones necesarias para la formación de una SEI artificial. Esto se debe a su naturaleza de láminas delgadas, livianas y con alto módulo de Young . Además, las propiedades de estos materiales pueden modificarse fácilmente mediante la funcionalización o la introducción de defectos estructurales . En particular, distintos trabajos han presentado propuestas respecto a la utilización de materiales grafíticos funcionalizados con flúor como “interlayers” para aplicaciones en baterías. Sin embargo, el estudio de los mecanismos de interacción entre Li y F con rGO/grafeno no han sido reportados en bibliografía aún. Por lo tanto, los avances teóricos en la comprensión de los mecanismos de absorción/desorción de los iones Li+ para estos materiales carbonosos funcionalizados son cruciales para entender los procesos que tienen lugar durante la implementación de la SEI ex situ y dar un mayor aprovechamiento a este instrumento. En este trabajo presentamos un estudio mediante cálculos de primeros principios de la litiación de estructuras grafíticas como ser el grafeno y el rGO modificadas con flúor, utilizando la teoría funcional de densidad (DFT). Así mismo analizamos la variabilidad en la estabilidad de estas estructuras, considerando la adición de defectos de distintos tiposFil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.Física Atómica, Molecular y Química (física de átomos y moléculas incluyendo colisión, interacción con radiación, resonancia magnética, Moessbauer Efecto.)https://orcid.org/0009-0002-9562-1290https://orcid.org/0000-0001-8079-1997https://orcid.org/0000-0002-2729-56922022info:eu-repo/semantics/conferenceObjectinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_5794info:ar-repo/semantics/documentoDeConferenciaapplication/pdfRaviolo, S. et al. (10-11 de noviembre 2022). Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico. [Resumen]. Simposio de Modelado Multiescala para Biociencias y Nanomateriales en Argentina (SiModAr). Conferencia, Buenos Aires, Argentina.http://hdl.handle.net/11086/562321spainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio Digital Universitario (UNC)instname:Universidad Nacional de Córdobainstacron:UNC2026-09-24T11:33:21Zoai:rdu.unc.edu.ar:11086/562321Institucionalhttps://rdu.unc.edu.ar/Universidad públicaNo correspondehttp://rdu.unc.edu.ar/oai/snrdoca.unc@gmail.comArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:25722026-09-24 11:33:23.584Repositorio Digital Universitario (UNC) - Universidad Nacional de Córdobafalse
dc.title.none.fl_str_mv Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
title Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
spellingShingle Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
Raviolo, Sofía
Litio
Baterías de Litio
Litio
title_short Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
title_full Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
title_fullStr Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
title_full_unstemmed Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
title_sort Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico
dc.creator.none.fl_str_mv Raviolo, Sofía
Molina, Gonzalo
Otero, Manuel
Luque, Guillermina Leticia
author Raviolo, Sofía
author_facet Raviolo, Sofía
Molina, Gonzalo
Otero, Manuel
Luque, Guillermina Leticia
author_role author
author2 Molina, Gonzalo
Otero, Manuel
Luque, Guillermina Leticia
author2_role author
author
author
dc.contributor.none.fl_str_mv https://orcid.org/0009-0002-9562-1290
https://orcid.org/0000-0001-8079-1997
https://orcid.org/0000-0002-2729-5692
dc.subject.none.fl_str_mv Litio
Baterías de Litio
Litio
topic Litio
Baterías de Litio
Litio
dc.description.none.fl_txt_mv Fil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.
La creciente demanda energética junto con el aumento preocupante de los niveles de contaminación ha puesto en foco de estudio las energías renovables y sus correspondientes vectores energéticos. Es por esto que la demanda de más y mejores tecnologías de almacenamiento de energía, como ser las baterías, ha aumentado notoriamente en las últimas décadas. Entre los materiales anódicos más prometedores se encuentra el litio metálico debido a que supera 10 veces la capacidad teórica de los ánodos actuales (3860 mAh/g contra 372 mAh/g), posee un bajo potencial de reducción (−3,040 V frente a SHE) y baja densidad (0,534 g/cm3) [1-2]. Sin embargo, estos materiales presentan una gran inestabilidad en la interfase sólido-electrolito (SEI), lo que resulta en un consumo constante de litio para la formación de nueva SEI, junto con un crecimiento dendrítico de litio durante el ciclado electroquímico. Estos fenómenos traen aparejada una caída en la capacidad a lo largo de los ciclos y serios problemas de seguridad debido a posibles cortocircuitos internos en las celdas. Es por esto que a lo largo de los años se han elaborado diferentes estrategias para disminuir y controlar estos efectos, una de ellas es la protección del litio metálico mediante la formación ex situ de una SEI artificial resistente . El grafeno y sus derivados, como el óxido de grafeno reducido (rGO), son materiales prometedores que podrían cumplir con las condiciones necesarias para la formación de una SEI artificial. Esto se debe a su naturaleza de láminas delgadas, livianas y con alto módulo de Young . Además, las propiedades de estos materiales pueden modificarse fácilmente mediante la funcionalización o la introducción de defectos estructurales . En particular, distintos trabajos han presentado propuestas respecto a la utilización de materiales grafíticos funcionalizados con flúor como “interlayers” para aplicaciones en baterías. Sin embargo, el estudio de los mecanismos de interacción entre Li y F con rGO/grafeno no han sido reportados en bibliografía aún. Por lo tanto, los avances teóricos en la comprensión de los mecanismos de absorción/desorción de los iones Li+ para estos materiales carbonosos funcionalizados son cruciales para entender los procesos que tienen lugar durante la implementación de la SEI ex situ y dar un mayor aprovechamiento a este instrumento. En este trabajo presentamos un estudio mediante cálculos de primeros principios de la litiación de estructuras grafíticas como ser el grafeno y el rGO modificadas con flúor, utilizando la teoría funcional de densidad (DFT). Así mismo analizamos la variabilidad en la estabilidad de estas estructuras, considerando la adición de defectos de distintos tipos
Fil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Raviolo, Sofìa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Molina, Gonzalo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Departamento de Física; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
Fil: Otero, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG); Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Quimicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.
Fil: Luque, Guillermina Leticia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC); Argentina.
Física Atómica, Molecular y Química (física de átomos y moléculas incluyendo colisión, interacción con radiación, resonancia magnética, Moessbauer Efecto.)
description Fil: Raviolo, Sofìa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática Astronomía Física y Computación; Argentina.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/conferenceObject
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
info:ar-repo/semantics/documentoDeConferencia
format conferenceObject
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv Raviolo, S. et al. (10-11 de noviembre 2022). Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico. [Resumen]. Simposio de Modelado Multiescala para Biociencias y Nanomateriales en Argentina (SiModAr). Conferencia, Buenos Aires, Argentina.
http://hdl.handle.net/11086/562321
identifier_str_mv Raviolo, S. et al. (10-11 de noviembre 2022). Estudio mediante cálculos de primeros principios de materiales carbonosos modificados con flúor para su utilización como protección de litio metálico. [Resumen]. Simposio de Modelado Multiescala para Biociencias y Nanomateriales en Argentina (SiModAr). Conferencia, Buenos Aires, Argentina.
url http://hdl.handle.net/11086/562321
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositorio Digital Universitario (UNC)
instname:Universidad Nacional de Córdoba
instacron:UNC
reponame_str Repositorio Digital Universitario (UNC)
collection Repositorio Digital Universitario (UNC)
instname_str Universidad Nacional de Córdoba
instacron_str UNC
institution UNC
repository.name.fl_str_mv Repositorio Digital Universitario (UNC) - Universidad Nacional de Córdoba
repository.mail.fl_str_mv oca.unc@gmail.com
_version_ 1877227920227827712
score 12.733355

Publicaciones similares