Descripción del proyecto
EL ALMACENAMIENTO EFICIENTE DE ENERGIA EN DISPOSITIVOS ELECTROQUIMICOS (EES) ES CRUCIAL PARA FACILITAR LA TRANSICION DESDE LAS FUENTES DE SUMINISTRO DE ENERGIA ACTUALES (MAYORITARIAMENTE BASADAS EN COMBUSTIBLES FOSILES) HACIA FUENTES RENOVABLES Y MAS SOSTENIBLES, GRACIAS A SU LARGO CICLO DE VIDA Y ELEVADA DENSIDAD ENERGETICA, LAS BATERIAS DE IONES DE LITIO (LIBS) HAN GENERADO UNA GRAN ATENCION HASTA EL PUNTO DE CONVERTIRSE EN UNA TECNOLOGIA MADURA DE GRAN IMPLANTACION, SIN EMBARGO, LA ESCASEZ Y ELEVADO COSTE DE LOS RECURSOS DE LITIO PONE EN ENTREDICHO LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR LIBS EN APLICACIONES DE ALMACENAMIENTO DE ENERGIA A GRAN ESCALA, EN CONSECUENCIA, SE HA DESARROLLADO UN INTERES CRECIENTE EN TECNOLOGIAS BASADAS EN EL EMPLEO DE MATERIALES BARATOS, ABUNDANTES Y HOMOGENEAMENTE DISTRIBUIDOS, COMO, POR EJEMPLO, LAS BATERIAS DE IONES DE SODIO (SIBS) Y DE IONES DE POTASIO (PIBS), NO OBSTANTE, EL RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO DE ESTOS SISTEMAS ES ACTUALMENTE MODESTO, DEBIDO A LA INESTABILIDAD Y CAPACIDAD LIMITADA QUE SE OBSERVA EN EL ANODO, PARA EVITAR ESTE CUELLO DE BOTELLA, LOS CARBONES NO GRAFITIZABLES, TAMBIEN DENOMINADOS CARBONES DUROS, CONSTITUYEN LA ALTERNATIVA MAS PROMETEDORA COMO MATERIAL DEL ANODO, GRACIAS A SU ALTA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO, VOLTAJE DE TRABAJO REDUCIDO Y ESTABILIDAD A LO LARGO DE LOS CICLOS CARGA/DESCARGA, ADEMAS, LOS CARBONES DUROS SE PUEDEN SINTETIZAR A PARTIR DE PRECURSORES DE NATURALEZA LIGNOCELULOSICA (RECURSOS RENOVABLES Y BARATOS), LO QUE CONSTITUYE UNA GRAN VENTAJA EN TERMINOS DE SOSTENIBILIDAD, COSTE Y ESCALABILIDAD,CON ESTO EN MENTE, EL OBJETIVO DEL PRESENTE PROYECTO ES DESARROLLAR CARBONES A LA CARTA A PARTIR DE BIOCHARS, PREVIAMENTE OBTENIDOS MEDIANTE PIROLISIS DE RESIDUOS AGRICOLAS (PAJA DE TRIGO Y SARMIENTO DE VID), COMO MATERIALES DEL ANODO PARA SISTEMAS SIBS Y PIBS, SE VAN A PRODUCIR UNA SERIE DE CARBONES DUROS MEDIANTE TRATAMIENTO TERMICO DE BIOCHARES SIN DOPAR A ALTA TEMPERATURA (900-1100 °C) Y TRATAMIENTO QUIMICO DE BIOCHARS (PARA DOPARLOS CON N Y/O P) Y POSTERIOR TRATAMIENTO TERMICO A TEMPERATURA MAS MODERADA (600-900 °C), EN AMBOS CASOS, SE VA A ANALIZAR EL EFECTO DE LA PRESION ABSOLUTA APLICADA DURANTE EL TRATAMIENTO TERMICO, LA CARACTERIZACION MORFOLOGICA Y ESTRUCTURAL SE VA A LLEVAR A CABO MEDIANTE EL USO DE LAS MEJORES TECNICAS ANALITICAS DISPONIBLES (POR EJ, ADSORCION DE GASES, HRTEM, XPS, XRD Y ESPECTROSCOPIA RAMAN), PARA LA CARACTERIZACION ELECTROQUIMICA DE LOS ANODOS DE CARBON DURO (TANTO PARA SIBS COMO PARA PIBS), SE REALIZARAN ENSAYOS GALVANOSTATICOS DE CARGA Y DESCARGA (PARA MEDIR LA RETENCION DE CAPACIDAD REVERSIBLE TRAS MULTIPLES CICLOS), ENSAYOS DE VOLTAMETRIA CICLICA (PARA ESTIMAR LAS CONTRIBUCIONES POR CAPACITANCIA EN LA INTERFASE ANODO-ELECTROLITO Y POR PROCESOS FARADAICOS ASOCIADOS A LA ADSORCION E INTERCALACION DE IONES), Y ENSAYOS DE ESPECTROSCOPIA DE IMPEDANCIA ELECTROQUIMICA (PARA OBTENER INFORMACION ACERCA DE LA CINETICA DE LOS PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CARGA), SE VA A TRATAR DE IDENTIFICAR LAS POSIBLES DEPENDENCIAS ENTRE EL RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO DE LOS CARBONES DUROS DERIVADOS DE BIOCHAR Y SUS PROPIEDADES MORFOLOGICAS Y ESTRUCTURALES, ESTA INFORMACION SERA ESPECIALMENTE UTIL PARA DETECTAR LOS PROCESOS MAYORMENTE RESPONSABLES DEL ALMACENAMIENTO DE IONES EN EL ANODO Y, POR LO TANTO, PODER CONTRIBUIR AL DESARROLLO DE UN MECANISMO GENERAL QUE EXPLIQUE LOS PROCESOS ELECTROQUIMICOS OBSERVADOS PARA LOS SISTEMAS SIBS Y PIBS, RESIDUOS AGRICOLAS\BIOCHAR\CARBON NO-GRAFITIZABLE\ANODO\BATERIA DE IONES DE SODIO\BATERIA DE IONES DE POTASIO