TRANSFORMACIÓN DE RESIDUOS DE YERBA MATE EN CÁTODOS PARA BATERÍAS DE LITIO-AZUFRE DE ALTO RENDIMIENTO

ALVARO Y. TESIO; DE HARO NIZA, JORGE; SANCHEZ, LAURA M.; RODRÍGUEZ, ALEJANDRO; CABALLERO, ALVARO

Córdoba

Congreso; I Congreso de Química aplicada a la Energía y al Medio Ambiente (QUIEMA-23); 2023

Universidad de Córdoba

Las baterías de litio-azufre (BLS) han suscitado gran interés como sistemas de almacenamiento de energía de próxima generación debido a su gran capacidad y densidad energética. Una solución prometedora para inconvenientes actuales tales como el bajo aprovechamiento del azufre y la poca estabilidad en los cilados es el uso de un carbon poroso como matriz conductora. Por otro lado hoy en día, la economía circular y las ideas que tengan en cuenta el impacto ambiental tienen gran importancia, por lo que los cátodos de carbon-azufre procedentes de la valorización de residuos y precursores de bajo coste constituyen un enfoque de lo más atractivo. En este trabajo se estudió un material carbonoso no activado (ni química, ni físicamente) y sin lavar, derivado de residuos de "yerba mate" (YMC-C), los cuales actualmente no tiene ningún uso comercial, como matriz para desarrollar un cátodo compuesto de carbono-azufre (Composite, YMC-C@S).El material carbonoso se obtuvo mediante un proceso sencillo de pirolización de la celulosa extraída del residuo de yerba mate, lo cual evita costosas y complejas etapas de activación química o purificaciones adicionales. El YMC-C pudo ser utilizardo como un eficaz huésped de azufre, debido a su alto contenido en carbono y a su estructura mesoporosa. El composite YMC-C@S cuando fue utilizado como material de cátodo presentó una capacidad inicial de 1678 mAh gS-1 a una baja valocidad de carga/descarga (C-rate). Además, las capacidades de descarga a 1C fueron de 777 mAh gS-1 y 674 mAh gS-1 inicial y después de 165 ciclos, respectivamente, lo cual revela una excelente capacidad, incluso a altas velocidades. El compuesto YMC-C@S mostró una pérdida de capacidad por ciclo muy baja cuando se optimizó el protocolo de ciclado, incluso utilizando etapas de carga rápida. La eficacia de YMC-C como material catódico eficiente en LSB quedó confirmada por los resultados positivos en los ensayo de autodescarga durante un periodo de más de 7 meses.