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Recuperación electroquímica de LiCl en electrodos de LiMn2O4 desde salmueras naturales de la puna argentina
Florencia Marchini Ernesto J. Calvo Federico J. Williams
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
En los tiempos que corren, la sociedad se ha tornado ampliamente dependiente de la energía, la cual es obtenida en gran medida a partir de la quema de combustibles fósiles. Desafortunadamente, dicha práctica contribuye de manera significativa al carnbio clirnático por lo que, en un futuro cercano, resulta inminente la transición total hacia el uso de energías renovables. Para ello, es preciso tener la capacidad tecnológica tanto de convertir como de almacenar energías renovables intermitentes a escala masiva. Dado que hoy en día las baterías de litio - ion constituyen la tecnología de cabecera para el almacenamiento de energía destinada principalmente a electrónica portátil pero también a autos híbridos y eléctricos, el litio constituye un recurso estratégico en el camino hacia un mundo más ecológico y sostenible. Por tanto, en un escenario en el que las haterías de litio ion prometen tener un rol fundamental en el almacenamiento de energías renovables, la extracción de litio desde fuentes natmales debe ser sostenible. Debido al alto contenido de litio presente en la salmuera de varios salares situados en el noroeste argentino y motivados por la necesidad de contar con un mótodo alternativo de recuperación de litio más rápido, eficiente y ecológico que los utilizados actualmente, hemos desarrollado un método electroquímico de extracción de LiCl a partir de soluciones acuosas y salmueras naturales. Este método está inspirado en el principio de funcionamiento de las baterías de litio - ion, dado que es llevado a cabo en un reactor electroquímico equipado con un electrodo de LiMn2O4 (LMO) reversible a iones Li- y otro de polipirrol, capaz de intercambiar reversiblernente iones Cl- con la solución. En la presente Tesis, se presentará el método desarrollado, delineando las principales preguntas y desafíos. Se abordarán aspectos relacionados a la energética del mótodo de recuperación de LiCl y al intercambio de iones litio entre electrodos de LMO y soluciones acuosas incluyendo salmuera natural del salar Olaroz (Jujuy, Argentina) que fueron estudiados haciendo uso de múltiples técnicas electroquímicas tales como voltametría cíclica (CV), cronoamperometría (CA), técnica ele titulación galvanostática intermitente (GITT) y cronopotenciometría (CP), entre otras. El comportamiento Nernstiano de los electrodos de LMO en contacto con soluciones acuosas conteniendo iones Li+, la descripción termodinámica de las curvas galvanostáticas de carga y descarga de estos electrodos, la determinación de la actividad de LiCl en salmuera natural y la extracción espontánea de LiCl desde salmuera, son algunos de estos aspectos. Posteriormente, se incursionará en la discusión sobre los cambios superficiales y estructurales que atraviesa un electrodo de LMO en contacto con distintos electrolitos acuosos conteniendo iones litio y sodio mientras ocurre la intercalación de iones litio dentro de su estructura cristalina. Estos cambios fueron estudiados mediante espectroscopías fotoelectrónicas de rayos X y UV (XPS y UPS) y difracción de rayos X, respectivamente. Tambión se discutirán aspectos cinóticos de la intercalación de iones litio en la interfaz de electrodos ele LMO en contacto con soluciones acuosas y salmuera natural, en base a los resultados obtenidos utilizando espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS). Finalmente, se presentarán resultados acerca de la estabilidad de electrodos de LMO en soluciones acuosas en los extremos de la ventana de potencial utilizada, evaluando la evolución de 0 2 en el extremo anódico y la disolución del óxido que tiene lugar, principalmente, en el extremo catódico. Los estudios presentados en esta Tesis resultan de gran importancia, tanto por el sustancial aporte al estado del arte del comportamiento de electrodos de LMO en soluciones acuosas y salmuera natural, como por la propuesta de utilizarlos para la recuperación de litio desde fuentes naturales, contribuyendo así al desarrollo de una tecnología alternativa limpia y eficiente de recuperación de litio a partir de salmuera en Argentina.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2018 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2018-03-19
Información sobre licencias CC