Propiedades Termodinámicas y Electrónicas de la Intercalación de Li en "bulk" de H2Ti3O7

JUAN J; FERNÁNDEZ-WERMER L; BECHTHOLD, P.; NAGEL, O; JASEN, P. V.; FACCIO, R.; GONZÁLEZ, E. A.

Bahía Blanca

Congreso; 108 Reunión Asociación Físca Argentina; 2023

Se realizó un estudio de la intercalación de Li en H2Ti3O7, junto con sus propiedades electrónicas y termodinámicas, tanto para el sistema puro y dopado en diferentes sitios. Los cálculos fueron realizados mediante el software VASP y basados en la Teoría del Funcional Densidad con la metodología de Hubbard (DFT+U). En primer lugar, se calcularon los voltajes de intercalación del átomo de Li en tres diferentes sitios, encontrándose estabilidad en todos los sitios estudiados y valores de voltaje relevantes. Luego, se realizó un estudio de la estructura electrónica para el sistema puro y los sistemas intercalados, para poder ser comparados. Se encontró que las densidades de estado (DOS, por sus siglas en inglés), presentaban asimetría entre las contribuciones de spin up y spin down, presentando así un momento magnético inducido. Las DOS presentaron un corrimiento, característico de un comportamiento de semiconductor tipo n. Se realizaron estudios de transferencia de carga de Bader , encontrando una transferencia de aproximadamente 0,7 e- desde el átomo de Li al titanato. Se realizaron Cálculos vibracionales y termodinámicos mediante el código libre Phonopy. Bandas asociadas a desplazamientos de átomos de H y O se encuentran presentes en las densidades de estado fonónicas para los sistemasdopados con Li. Las propiedades termodinámicas del sistema puro e intercalado fueron Calculadas. Se encontró que los sistemas dopados eran más estables. Se realizaron cálculos mediante la metodología NEB para estudiar la barreras de difusión del átomo de Li en los sistemas intercalados, encontrándose una dirección de preferencia del movimiento para el átomo de Li, con una barrera energética de 0,33 eV. Por lo tanto, en este trabajo se encontraron resultados relevantes para la intercalación de Li en H2T i3O7, los cuales pueden contribuir a los futuros estudios teóricos y experimentales de material candidato para ser utilizado en el ánodo de batería de ión-Li.