La inserción de sodio de bajo potencial en una estructura de tipo NASICON a través de la pareja redox Ti (III) / Ti...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Química del estado sólido.

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio (SIB) son una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio debido a la abundancia de sodio.
• El desarrollo de materiales de electrodos rentables y de alto rendimiento es crucial para el avance de la tecnología SIB.
• Los compuestos a base de titanio, particularmente aquellos con estructuras NASICON, ofrecen potencial para aplicaciones de baja tensión.

Objetivo del estudio:

• Para reportar la síntesis directa de Na3Ti2(PO4)3 en polvo.
• Para investigar su rendimiento electroquímico a bajos potenciales.
• Para dilucidar las estructuras cristalinas de sus fases reducidas y oxidadas.

Principales métodos:

• Síntesis directa de polvo de Na3Ti2 ((PO4) 3).
• Pruebas electroquímicas para evaluar el rendimiento.
• Difracción de rayos X y cálculos de primeros principios (teoría funcional de densidad) para la estructura cristalina y conocimientos electroquímicos.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de Na3Ti2 (PO4) 3.3.
• Demostrado rendimiento electroquímico de bajo potencial.
• Estructuras cristalinas elucidadas de fases reducidas y oxidadas, que proporcionan una visión de las parejas redox Ti (IV) / Ti (III) y Ti (III) / Ti (II).

Conclusiones:

• Na3Ti2(PO4)3 es un material viable para los electrodos de las baterías de iones de sodio.
• El estudio valida el concepto de SIBs basados en titanio completo.
• Las celdas simétricas que utilizan Na3Ti2(PO4)3 como ambos electrodos funcionan efectivamente a un potencial promedio de 1.7 V.