Simulación de la intercalación de Litio en materiales carbonosos a partir de modelos atomísticos : aplicación a sistemas experimentales

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2019Antes de comenzar a hablar de las baterías de ion-litio, tema central de la presente tesis, es importante introducir de forma breve la definición de batería y su clasificación, así como los fundamentos básicos de su funcionamiento. Uno de los objetivos más ambiciosos y necesarios del mundo actual es encontrar alternativas baratas y eficientes para generar y almacenar energía eléctrica, de modo de reducir la ingente cantidad de gases de efecto invernadero que se liberan a la atmósfera y, de modo simultáneo, aliviar la presión sobre la demanda de combustibles fósiles, principal causa humana de la producción de este efecto. Asimismo, el mundo está sufriendo un permanente crecimiento en el consumo de energía eléctrica que, bajo las actuales circunstancias, agrava la contaminación ambiental, sometiendo al planeta a un estrés climático extremo [1]. Este contexto impone la necesidad de generar energías renovables, limpias y con criterios de sostenibilidad. Como la generación de energías renovables (eólica y solar) en general tiene una baja previsibilidad en escalas cortas de tiempo, los sistemas de almacenamiento más eficientes surgen como la mejor alternativa para afrontar este problema. En este sentido, la investigación en el campo de los dispositivos de almacenamiento de energía juega un rol preponderante para el desarrollo de un paradigma energético que incorpore criterios de sostenibilidad. Hay muchas formas de almacenar energía. Esto puede ser energía nuclear, mecánica, química, térmica, eléctrica o biológica. Una vez almacenada la energía en alguna de sus formas, esta puede ser transformada, por ejemplo, como energía eléctrica, cuando se la requiera. En tal sentido, una manera de clasificar los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica es según el tipo de energía acumulada (Esquema 1.1). Se puede citar a modo de ejemplo las plantas hidroeléctricas, que convierten la energía mecánica del agua en electricidad, o los superconductores magnéticos, que almacenan energía a través de un campo electromagnético. Las baterías se encuentran dentro de esta clasificación (Esquema 1.1) como un dispositivo que almacena energía de forma electroquímica, ya que convierten la energía química contenida en sus materiales activos directamente en energía eléctrica a través de una reacción de óxido-reducción.2021-12-31Gavilán Arriazu, Edgardo Maximiliano. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Oviedo, Oscar Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional; Argentina.Pinto, Oscar Alejandro. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Bionanotecnología del NOA; Argentina.Leiva, Ezequiel Pedro Marcos. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Teórica y Computacional. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Oliva, Fabiana Yolanda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Fisicoquímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Cannas, Sergio Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina