III Encuentro sobre Nanociencia y Nanotecnología de Investigadores y Tecnólogos Andaluce

Lavela Cabello, Pedro

Tirado Coello, José Luis

Vidal-Abarca, Candela

Repositorio Institucional de la Universidad de Córdoba

- 84 -  P-32 ESTUDIO DE CoFe2O4 COMO ELECTRODO  PARA BATERÍAS DE ION-LI MEDIANTE ESPECTROSCOPIA MÖSSBAUER DE 57Fe   Candela Vidal-Abarca, Pedro Lavela, José L. Tirado. Laboratorio de Química Inorgánica, Universidad de Córdoba, Edificio C3, Campus Rabanales, 14071 Córdoba, España q02vigac@uco.es  Los óxidos de metales de la primera serie transición muestran reacciones electroquímicas reversibles en celdas de litio, denominadas de conversión7. Las capacidades reversibles registradas son cerca de dos veces la capacidad teórica del grafito. Sin embargo, una polarización significativa entre carga y descarga y altas capacidades irreversibles en el primer ciclo limitan su empleo práctico. La espectroscopia Mossbauer de 57Fe (MS) ha resultado ser un instrumento relevante en el estudio del contenido de hierro en oxidos.8 El presente estudio trata de dilucidar el mecanismo redox en CoFe2O4 obtenido mediante micelas inversas9 en celdas de litio sometidas a procesos sucesivos de descarga (reducción) y carga (oxidación).  La reacción electroquímica de conversión general partículas nanométricas (ca. 20 Å) del metal de transición inmersas en una matriz de Li2O. La figura 1 muestra los espectros MS de electrodos sometidos a la reacción con litio. Los electrodos descargados (fig.1a y c), muestran un perfil asimétrico que puede ser descompuesto en dos dobletes asociados con átomos de hierro  en nuevos entornos superparamagneticos inducidos por el tamaño nanométrico de las partículas de hierro reducidas. Los átomos de hierro situados en la región de fronteras de grano residen en un entorno de baja isotropía, dando lugar a la señal más desdoblada. La señal menos desdoblada es comúnmente asignada a átomos de hierro localizados dentro de las partículas. Los valores de desplazamiento isomérico cercanos a 0 mm/s revelan la reducción de los átomos de hierro durante la descarga de la celda.          Los espectros MS 57Fe de los electrodos cargados se descomponen igualmente en dobletes ahora más desdoblados (Fig. 1b). Los valores de desplazamiento isomérico entre 0.3 y 0.4 mm/s, corresponden a Fe3+, confirmando la reversibilidad del proceso electroquímico. Los desdoblamientos cuadrupolares registrados evidencia que el dominio ferrimagnético presente en la muestra de partida no se recupera y por tanto un elevado desorden cristalino es responsable del dominios super-paramagnético. Es importante notar que las señales atribuibles a Fe2+ no han sido observadas en el producto reducido, ni en el reoxidado lo que permite un pleno uso del par Fe3+/Fe0 en la celda electroquímica.                                                   7. P. Lavela, J.L. Tirado, J. Power Sources. 2007, 172, 379–387 8..P. Lavela, J.L. Tirado, M. Womes, J.C. Jumas, J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 20081–20087  9. C. Vidal-Abarca, P. Lavela, J.L. Tirado. Electrochem. Solid-State Lett. 2008, 11, A198-A201 Fig 1. Espectros MS 57Fe de electrodos tras (a) primera descarga a 0.0 V, (b) primera carga a 3.0 V, (c) sexta descarga a 0.0 V contra. Li/Li+. 

Estudio de CoFe2O4 como electrodo para baterías de ión-Li mediante espectroscopia Mössabauer de 57Fe

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