Compuesto electrocrómico similar al corindón basado en la (des) inserción reversible de litio: Li₂Ni₂W₂O₉

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• Los materiales electrocrómicos anódicos eficientes son cruciales para el desarrollo de dispositivos electrocrómicos avanzados como las ventanas inteligentes.
• Los óxidos mezclados de litio-níquel-tungsteno pulverizados por magnetrón son prometedores, pero poseen microestructuras complejas que dificultan la identificación del origen de la propiedad.

Objetivo del estudio:

• Explorar el diagrama de fase Li2O-NiO-WO3 para descubrir nuevos materiales electrocrómicos.
• Caracterizar las propiedades electroquímicas y electrocrómicas de las fases recién descubiertas.
• Investigar los mecanismos de difusión de iones de litio en los materiales de las baterías mediante observaciones electrocrómicas.

Principales métodos:

• Diagrama de fase para la exploración del sistema Li2O-NiO-WO3.
• Síntesis y análisis cristalográfico de una nueva fase (Li2Ni2W2O9) en el grupo espacial ortorrómbico Pbcn.
• Ciclo electroquímico entre 2,5 y 5,0 V frente a Li+/Li para evaluar la absorción de litio (0,75 Li+, 31 mAh·g-1).
• Microscopía óptica operando para observar el comportamiento electrocrómico y estudiar la difusión de litio de una sola partícula.

Principales resultados:

• Se sintetizó y caracterizó con éxito una nueva fase, Li2Ni2W2O9.
• El material presenta una inserción/extracción reversible de iones de litio con una capacidad de 31 mA hg-1.
• La microscopía óptica operando confirmó la naturaleza electrocrómica de Li2Ni2W2O9 y proporcionó información sobre la inserción de litio limitada por difusión a nivel de una sola partícula.

Conclusiones:

• El descubrimiento de Li2Ni2W2O9 proporciona un nuevo candidato para dispositivos electrocrómicos.
• Este estudio demuestra la utilidad de la microscopía óptica operando para elucidar los mecanismos electroquímicos en los materiales de las baterías.
• Los hallazgos allanan el camino para la síntesis de nuevos materiales electroquímicamente activos con estructuras de ramsayita.