AFM study of oxygen reduction products on HOPG in the LiPF6–DMSO electrolyte

Ex situ atomic force microscopy (AFM) has been used to study the morphology of oxygen reduction products in the LiPF6–dimethyl sulfoxide (DMSO) electrolyte, i.e. Li2O2 on a highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) surface. Both cyclic voltammetry and chronoamperometry have shown that at low cathodic polarization the initial deposits decorate the edge steps of HOPG. At higher overpotentials a massive deposit covers the terraces. Upon charging the battery cathode Li2O2 oxidation and dissolution do not take place until high overpotentials are reached at which solvent decomposition has been demonstrated by in situ FTIR studies.Fil: Herrera, Santiago Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Clarenc, Romain. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Multi-source recovered graphite and its use in electrodes for energy storage

This review summarises the latest improvements in the recovery of graphite to be used in electrochemical energy storage (EES) devices, without limiting to lithium-ion batteries as the only source and final destination of graphite. The work is focused on the characteristics of graphite recycled by different processes and its effect on the electrochemical behaviour of the application. An analysis of the advantages and disadvantages of each method was carried out considering factors related to the environment, cost, and usefulness of the recovered material. Finally, some challenges and our perspectives are outlined.Fil: Zensich, Maximiliano Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Caballero, Álvaro. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; Argentin

Review- Non-Carbonaceous Materials as Cathodes for Lithium-Sulfur Batteries

Lithium-sulfur batteries are presented as a promising alternative for the operation of those devices, including electric vehicles,that require higher specific capacity than current lithium-ion technology. Unfortunately, lithium-sulfur batteries suffer from severallimitations that still produce a relatively fast capacity fading and poor utilization of active materials.In order to alleviate the disadvantages that arise at the cathode, several researchers have searched for new electrode materials. Becauseof the long standing tradition in the use of carbons in energy storage systems, carbonaceous cathodes have been the most popularchoice. Recently, however, there has been a trend for the study of non-carbonaceous materials as cathodes in lithium-sulfur systems.Materials such as polymers, metal oxides, metal carbides, amongst many others were reported, showing excellent properties whichmake them compete side by side with state of the art carbonaceous cathodes. Thesematerials have generally improved the conductivityof the conventional sulfur electrode, and have provided a 3D soft adsorbent porous structure, which efficiently traps polysulfides.These characteristics are reflected in an improved electrochemical performance, reaching, in some cases, capacity retention valuesclose to 1000 mA h g−1 after 100 cycles at high discharge rate. Here, we propose a review of these non-carbonaceous cathodes.Fil: Arias, Analía Natalí. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; Argentin

Graphite dendrites in cast iron and their fundamental role in the control of morphology to obtain aero-eutectic graphite

This work analyzes the growth of graphite in the eutectic system of gray cast iron, focusing on laminar type A and undercooled type D morphology, and a modified morphology, such as vermicular or compact graphite. The objective of the study is to find an optimal graphite structure, from which a new class of lightweight materials results that has been called aero-eutectic graphite (AEG). The method to obtain AEG consists of dissolving the gray iron ferrous matrix by means of a chemical attack. From experiences of unidirectional solidification, it has been found that laminar graphite grows in a non-faceted way, coupled to austenite, while in vermicular the growth is through foliated dendrites. This characteristic allows vermicular graphite to have a higher specific intrinsic surface area. According to the Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, the surface of the vermicular was 106.27 m2 g−1, while those corresponding to type A and D were 83.390 m2 g−1 and 89.670 m2 g−1, respectively. AEG with graphite type D was used as a cathode in Li-O2 batteries with satisfactory results, reaching more than 70 charge and discharge cycles, and 150 cycles at this time and still cycling, using Ru(bpy)3(ClO4)2 as redox mediator.Fil: Roviglione, Alicia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy; ArgentinaFil: Fungo, Fernando Gabriel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Gregorutti, Ricardo Walter. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentin

Synthesis and Characterization of Aero-Eutectic Graphite Obtained by Solidification and Its Application in Energy Storage: Cathodes for Lithium Oxygen Batteries

Aero-eutectic graphite can be defined as a new light material with hierarchically structured porosity. It is obtained from the solidification of gray cast irons, followed by the dissolution of the ferrous matrix by an acidic sequence. The result is a continuous and interconnected network of graphite sheets with varied dimensions randomly oriented. X-ray diffraction characterization has revealed graphite crystallographic planes (002), (100), (101), (102) and (004), while the surface area measured by BET and Langmuir methods has been determined in the order of 90 m2 g−1 and 336 m2 g−1, respectively. The process of obtaining eutectic aero-graphite also allows the deposit of Cu nanofilms and TiC particles. Aero-eutectic graphite has been tested as cathode in Li?O2 batteries as it has been prepared, without the addition of binders or conductive carbons, showing an appropriate contact with the electrolyte, so that the oxygen reduction and evolution reactions may develop satisfactorily. In the discharge-charge galvanostatic tests, the battery accomplishes 20 complete cycles with area capacity limited to 1.2 mAh cm−2.Fil: Gregorutti, Ricardo Walter. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Gómez Cámer, Juan Luis. Universidad de Córdoba. Instituto Universitario de Investigación en Química Fina y Nanoquímica; EspañaFil: Roviglione, Alicia Norma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica; Argentin

EQCM study of oxygen cathodes in DMSO LiPF6 electrolyte

The oxygen reduction reaction (ORR) inDMSOcontaining LiPF6 has been studied with the electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) during galvanostatic cathodic and anodic pulses, chronoamperometry and cyclic voltammetry experiments. We disclose here for the first time gravimetric evidence with the EQCM of the different mechanistic models that apply to the ORR in LiPF6/DMSO electrolyte: (i) Surface electrochemical/chemical deposition of Li2O2(s) and (ii) solution phase disproportion of LiO2(soln) yields large Li2O2 particles.The mass per electron detected with the EQCM depends on the respective current rates and thus on the mechanisms, i.e. 23 g/F for the formation of Li2O2 thin film at high current density and much larger values forlow current density due to solvent co-deposition and further degradation.Fil: Torres, Walter Ramon. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Cantoni, Leonardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: del Pozo, María Lila de Jesus Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

One-pot synthesis of hierarchical porous carbons with extended ultramicropores: new prospective materials for supercapacitors

A series of carbon electrodes was synthesized via a modification of the polymerization-condensation reaction, where a 4:1 mass excess of melamine was added in basic media to the resorcinol/formaldehyde classical mixture. Melamine, together with variations of the pyrolysis temperature play a key role to define the chemical and textural properties of these carbons. A high nitrogen content, ranging from 23.2 to 11.3 % was determined. A low degree of crystallinity and disordered internal structure were assessed, while a hierarchical porous structure was stablished for all samples, including an important ultramicroporosity, with pore sizes below 0.7 nm. All electrodes showed a predominant double layer capacitive behaviour in aqueous H2SO4, while a small pseudocapacitive contribution was also evidenced for the three carbons pyrolysed at higher temperatures. These three electrodes show the highest specific capacitance (maximum of 153.6 F g−1), and outstanding cycling over 10,000 cycles. A comprehensive analysis correlating morphological and surface properties and the electrochemical behaviour was carried out. The best performing carbon was selected to construct a symmetrical device for which a specific capacitance of 103 F g−1 was determined, reaching energy and power density values of 1.4 Wh Kg−1 and 111.7 W Kg−1, respectively.Fil: Arias, Analía Natalí. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Villarroel Rocha, Jhonny. Universidad Nacional de San Luis; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sapag, Manuel Karim. Universidad Nacional de San Luis; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mori, Maria Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica "Ing. José Miguel Parera". Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica "Ing. José Miguel Parera"; ArgentinaFil: Planes, Gabriel Angel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; Argentin

Analytical determinations of luteolin

Plants, through the photosynthesis process, produce the substances necessary for all the life cycles of nature, which are called "primary metabolites." Moreover, there are some plants that synthesize, in addition to these, other substances with more specific functions, which are known as "secondary metabolites." It is inside this group that flavonoids are located, whose main function is to protect organisms from damage caused by different oxidizing agents. Luteolin (3,4,5,7-tetrahydroxy-flavone) belongs to the sub-class of flavonoids known as flavones and is one of 10,000 flavonoids currently known, being one of the most bio-active flavonoids. Its various beneficial properties for health, together with the increasing reduction in the use of synthetic antioxidants, make the study of luteolin a very active field. Within this, the quantification of this molecule has become a subject of very special interest given that it is transversal to all fields. In this review article, we aim to give the reader a broad and deep vision of this topic, focusing on the events reported in the last 5 years and covering all possible techniques related to analytical determinations. We will discuss in terms of advantages and disadvantages between techniques, selectivity, sensitivity, costs, time consumption, and reagents as well as in the complexity of operations.Fil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy; ArgentinaFil: Robledo, Sebastian Noel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Departamento de Tecnología Química; Argentina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud; Argentin

Simple and Sustainable Preparation of Nonactivated Porous Carbon from Brewing Waste for High‐Performance Lithium–Sulfur Batteries

The development of renewable energy sources requires the parallel development of sustainable energy storage systems because of its noncontinuous production. Even the most-used battery on the planet, the lithium-ion battery, is reaching its technological limit. In light of this, lithium–sulfur batteries have emerged as one of the most promising technologies to address this problem. The use of biomass to produce cathodes for these batteries addresses not only the aforementioned problem, but it also reduces the carbon footprint and gives added value to something normally considered waste. Here, the production, by simple and nonactivating pyrolysis, of a carbon material using the abundant “after-boiling waste” derived from beer brewing is reported. After adding a high sulfur loading (70 %) to this biowaste-derived carbon by the “melt diffusion” method, the sulfur–carbon composite is used as an effective cathode in Li–S batteries. The cathode shows excellent performance, reaching high capacity values with long-term cyclability at high current—847 mAh g−1 at 1 C, 586 mAh g−1 at 2 C, and even 498 mAh g−1 at 5 C after 400 cycles—drastically reducing capacity loss to values approaching 0.01 % per cycle. This work demonstrates the possibility of obtaining low-cost, highly sustainable cathodic materials for the design of advanced energy storage systems.Fil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Gómez Camer, Juan Luis. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Morales, Julián. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Caballero, Alvaro. Universidad de Córdoba; Españ

Simple and sustainable preparation of non‐activated porous carbon from brewing waste for high‐performance lithium–sulfur batteries

The development of renewable energy sources requires the parallel development of sustainable energy storage systems because of its noncontinuous production. Even the most-used battery on the planet, the lithium-ion battery, is reaching its technological limit. In light of this, lithium–sulfur batteries have emerged as one of the most promising technologies to address this problem. The use of biomass to produce cathodes for these batteries addresses not only the aforementioned problem, but it also reduces the carbon footprint and gives added value to something normally considered waste. Here, the production, by simple and nonactivating pyrolysis, of a carbon material using the abundant “after-boiling waste” derived from beer brewing is reported. After adding a high sulfur loading (70 %) to this biowaste-derived carbon by the “melt diffusion” method, the sulfur–carbon composite is used as an effective cathode in Li–S batteries. The cathode shows excellent performance, reaching high capacity values with long-term cyclability at high current—847 mAh g−1 at 1 C, 586 mAh g−1 at 2 C, and even 498 mAh g−1 at 5 C after 400 cycles—drastically reducing capacity loss to values approaching 0.01 % per cycle. This work demonstrates the possibility of obtaining low-cost, highly sustainable cathodic materials for the design of advanced energy storage systems.Fil: Tesio, Alvaro Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Universidad Nacional de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy. - Gobierno de la Provincia de Jujuy. Centro de Investigacion y Desarrollo En Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energia de Jujuy; ArgentinaFil: Gómez Camer, Juan Luis. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Morales, Julián. Universidad de Córdoba; EspañaFil: Caballero, Alvaro. Universidad de Córdoba; Españ