Materiales derivados de polímeros de coordinación (MOFs) para su aplicación en baterías de litio

BETZABETH BRICEÑO; FEDERICO RONCAROLI; EZEQUIEL DE LA LLAVE

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Físico Química y Química Inorgánica; 2023

Se sintetizaron carbones dopados con N a partir de dos MOFs (Metal Organic Frameworks), un polímero de coordinación y un complejo, todos de Co. Se emplearon los ligandos: 2-metilimidazol, nicotinato, pirazindicarboxilato y pirazincarboxilato, respectivamente. Los productos obtenidos se pirolizaron a 700 °C o 900 °C. Finalmente, mediante un tratamiento ácido (0.5 M H2SO4) se eliminaron las partículas metálicas generando poros nanométricos. Las microscopías electrónicas revelaron distintas morfologías dependiendo del ligando empleado, con poros de 3 – 100 nm, confirmado por porosimetría de absorción de N2. Se ensamblan celdas electroquímicas tipo Swagelok utilizando nuestros materiales como electrodo de trabajo, Li0 como electrodo de referencia, una membrana de polipropileno como separador y solución 1M LiPF6 en carbonato de propileno como electrolito. Voltametrías cíclicas mostraron la aparición de una onda irreversible alrededor de 0.7 V (vs. Li/Li+) durante el primer ciclo catódico, atribuida a la formación de la interfaz de electrolito sólido [1]. Ciclos sucesivos mostraron señales anchas, entre 0.0 a 1.0 mV, típicas de la inserción/extracción de cationes de litio en materiales carbonosos [2]. Se analiza la relación entre la estructura de los materiales y la capacidad del material por medio de ciclos de carga/descarga galvanostática. También, se está evaluando la estabilidad de estos materiales en condiciones de ciclado prolongado. Nuestros resultados preliminares presentan a estos materiales como promisorios candidatos a ser utilizados para la intercalación de litio en ánodos de baterías ion-litio.