Síntesis y caracterización de materiales como nuevos electrodos de baterías recargables - HUAHUASONCCO CONDORI, WILBER (2022)
Las baterías de ion potasio (KIBs) son una alternativa sostenible debido a la abundancia y su menor solvatación, lo que facilita su movilidad en el electrolito. Un reto es desarrollar materiales anódicos capaces de intercalar K⁺ con alta reversibilidad. Los compuestos con estructura NASICON se caracterizan por presentar estructuras 3D suficientemente grandes como para alojar iones K+ . En este trabajo se ha sintetizado y caracterizado cinco materiales: K2- xVTi(PO4)3, Na2-xNbTi(PO4)3, K2-xNbTi(PO4)3, K1-xNbTi(PO4)3 Y K0.5-xNb0.5Zr0.05Ti1.45(PO4)3. El compuesto K2-xVTi(PO4)3 se ha sintetizado mediante intercambio iónico químico a partir de Na2- xVTi(PO4)3 tipo NASICON. Por otro lado, los materiales K2- xNbTi(PO4)3 y Na2-xNbTi(PO4)3 se obtiene mediante el método de los citratos con un recubrimiento de carbono. La fase K2-xNbTi(PO4)3 resultó ser cúbica (P213) en cambio el material Na2-xNbTi(PO4)3 presenta estructura del tipo NASICON (R-3c). Este último compuesto se intentó usar como material de partida para obtener K2-xNbTi(PO4)3 por intercambio electroquímico. Los compuestos K1-xNbTi(PO4)3 y K0.5-xNb0.5Zr0.05Ti1.45(PO4)3 con estructuras NASICON se consiguen sintetizar mediante el método de citratos y cerámico. Se ha estudiado la electroquímica de los compuestos con estructura NASICON: Na2-xNbTi(PO4)3 y K1-xNbTi(PO4)3 como electrodos en baterías de ión potasio mediante cronopotenciometría cíclica, obteniendose capacidades reversibles de ~10 mAh/g para Na2- xNbTi(PO4)3 y ~40 mAh/g para K1-xNbTi(PO4)3.