FLUORURO DE FERRO NANOESTRUTURADO

MG-5004

O fluoruro de ferro nanoestruturado proponse como material catódico de alta capacidade específica en baterías de ión-Li. A necesidade actual do aumento da capacidade neste tipo de dispositivos está a promover a investigación de novos materiais que aumenten as prestacións das baterías recargables de ión –Li. O uso de fluoruro de Fe coma material de eléctrodo fronte ao tradicionalmente empregado nestes dispositivos (LiCoO2) supón un incremento da capacidade de entorno ó 200%.
Os materiais tradicionalmente empregados como cátodos nas baterías de ión litio basean o seu mecanismo de reacción en reaccións de inserción, onde o ión de litio ocupa ocos da estrutura do material do eléctrodo limitándo a súa capacidade ó numero dispoñible de ocos nos materiais de eléctrodo. O incremento de capacidade específica asociado ó uso deste material nanaoestruturado baséase no cambio do mecanismo de reacción, xa que este material presenta durante o ciclado da batería reaccións de conversión que permiten a obtención de maiores capacidades específicas debido á utilización de tódolos estados de oxidación posible do material de eléctrodo durante o ciclo redox.
A síntese do fluoruro de ferro nanoestruturado realízase directamente a partir dunha lámina de ferro de alta pureza mediante métodos electroquímicos sinxelos, onde esta lámina de ferro metálico actuará, á súa vez, como colector de corrente nas baterías. O material obtido en forma de capa nanoestruturada presenta un espesor de entorno a 2 µm e uns poros dun diámetro medio de 50 a 75 nm, obténdose un material de elevada relación entre cantidade de material activo e peso. Este material presenta un alto rendemento electroquímico debido á súa elevada superficie activa, así como a diminución dos problemas de condución eléctrica entre o material activo e o colector de corrente. Isto último conséguese ao substituir unha interfase de carácter mecánico asociada a importantes perdas de condución entre o material colector de corrente e o material activo de electrodo por unha interfase química sen apenas pérdidas de corrente na interfase. Isto constitúe unha característica diferenciadora do material proposto xa que na maior parte dos traballos que investigan a utilización de compostos fluorados coma materiais catódicos estes empréganse en forma de po compactado sobre o colector, xerando unha alta caída óhmica na zona da interfase.
Este material presenta, fronte ó LiCoO2, importantes vantaxes competitivas a hora do seu escalado industrial das que destacan:
• Menor custo e maior abundancia das materias primas.
• Simplificación e diminución de custos no proceso industrial, por eliminación do colector de corrente alleo ó material de reserva enerxética.
• Emprego dun material reciclable e de alto rendemento electroquímico.