TEORIA DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD APLICADA AL ESTUDIO DE NANOCLUSTERS DE OXIDO LITIO

CATIVA, NANCY MARIBEL; LÓPEZ, MARIA BEATRIZ

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquimica

Las baterías basadas en litio (Li) son los dispositivos almacenadores de energía más prometedores para un futuro a mediano y largo plazo. La batería de Li-aire utiliza oxígeno del aire como reactivo, y presenta una densidad de energía teórica aproximadamente un orden de magnitud mayor que las baterías actuales de ión-litio. En ésta batería, la producción de electricidad se realiza mediante la reacción de reducción de oxígeno por litio (Li-RRO). Durante la descarga, el oxígeno reacciona con el litio para formar el óxido de litio y durante la carga, este proceso se invierte para liberar oxígeno. En la actualidad existe una controversia en relación al principal producto de descarga dado que la evidencia experimental no es concluyente si se trata de Li2O o Li2O2.En éste trabajo se reporta un estudio teórico, basado en la Teoría del Funcional de la Densidad (TFD), de las propiedades energéticas, electrónicas y reactividad química de Li2O y Li2O2. . Los cálculos TFD fueron realizados bajo el formalismo del programa Gaussian09, utilizando el funcional híbrido B3PW91, el pseudopotencial de core efectivo LANL2DZ para los átomos de lítio y la base 6-31G* para los átomos de oxigeno. Se han utilizado clusters (Li2O)n y (Li2O2)n (n=1-4) y la geometrías de los mismos fueron optimizadas sin restricción de simetría y en cada optimización se ha considerado diferentes estados electrónicos, es decir, diferente multiplicidades.El análisis de los indicadores de reactividad, dureza química, potencial químico e índice de electrofilicidad, como así tambien el gap de energía entre HOMO/LUMO demuestran que las especies (Li2O2)n son más reactivas de (Li2O)n. Finalmente, un análisis de mapas de potenciales electrostáticos permiten visualizar que las estructuras (Li2O2)n presentan una mayor densidad electrónica centrada en el cuerpo del óxido, lo que hace suponer que estas estructura serían las más recomendables como catalizador en una celda de Li-aire.