Estudio teórico de optimización geométrica y difusión de AlF3 intercalado en grafito

RODRÍGUEZ, SINDY J.; CANDIA, A.E.; PASSEGGI, M.C.G.; ALBANESI, E.A.; RUANO, G.

Congreso; REUNION DE LA ASOCIACION FISICA ARGENTINA; 2020

Universidad Nacional de Cordoba -FAMAF

En los ´ultimos a˜nos, el estudio de las bater´ıas de iones recargables ha ganado gran inter´es, son dispositivoscon alta capacidad energ´etica, alto rendimiento y de f´acil adaptaci´on a la industria. En general, las bater´ıas deiones funcionan mediante la intercalaci´on/de-intercalaci´on de ´atomos/mol´eculas en un material de c´atodo y, paramejorar su funcionamiento es fundamental investigar los materiales que se utilizan como electrodos, as´ı comotambi´en los ´atomos/mol´eculas intercalantes. El material m´as usado como c´atodo en las bater´ıas de iones es elgrafito, fundamentalmente por su capacidad de captar en su interior iones, ´atomos o mol´eculas. Los procesos deintercalaci´on, difusi´on y adsorci´on de ´atomos/mol´eculas en grafito son fundamentales en la operaci´on del c´atodo,ya que por un lado, la capacidad y el voltaje de los electrodos vienen determinados por la estructura y la energ´ıa deenlace de las mol´eculas/´atomos con el grafito y, por el otro, la din´amica de difusi´on ayuda a determinar la tasa decarga. Por tanto, en este trabajo se presenta un estudio te´orico de intercalaci´on y difusi´on de fluoruro de aluminio(AlF3) en grafito pirol´ıtico altamente orientado (HOPG). El estudio se dividi´o en dos partes: (i) modelado deuna superficie de grafito y la intercalaci´on en fase gas de AlF3 para determinar la configuraci´on m´as estable, ladensidad de estados y la transferencia de carga y; (ii) estudio de la difusi´on de la mol´ecula en grafito y c´alculode barreras energ´eticas. Los resultados permiten evaluar el uso de AlF3 en bater´ıas recargables. Los c´alculos sedesarrollaron mediante el software OpenMX utilizando pseudo-potenciales de intercambio y correlaci´on del tipoGGA-PBE.