Síntesis de nanopartículas de Si-GNPs recubiertas con carbono derivado del reciclaje de poliestireno para su evaluación como material anódico en baterías de iones de litio [recurso electrónico] / Isaías López Jiménez ; dirigida por Jassiel Rolando Rodríguez Barreras, Eunice Vargas Viveros.
Tipo de material:
TextoDetalles de publicación: Ensenada, Baja California, 2023Descripción: 1 recurso en línea vii, 40 p. : ilTema(s): Ingeniería -- Tesis y disertaciones académicas | NanopartículasClasificación LoC:TA418.9.N35 | L662 2023Recursos en línea: Tesis Digital.
Nota de disertación: Tesis (Licenciatura)--Universidad Autónoma de Baja California. Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Ensenada, 2023. Resumen: Hoy en día, es de conocimiento público que los desechos plásticos se han transformado en un problema ambiental, puesto que son compuestos difíciles de descomponer de forma natural en la superficie terrestre, por lo cual terminan en vertederos municipales, en cuerpos de agua y en la cadena alimenticia en forma de micro plásticos que afectan a la flora y a la fauna de los ecosistemas. Por lo tanto, es prioritario para la academia, la industria y el gobierno buscar alternativas sustentables que permitan reciclar y reutilizar los plásticos para así evitar su acumulación en el medio ambiente. En el presente trabajo se investiga el desempeño electroquímico de las nanopartículas de Si soportadas en hojas de grafeno, Si/GNPs, las cuales se encapsularon con una capa de carbono derivado de poliestireno reciclado, Si20GR80PS10. El recubrimiento de carbono tiene el objetivo de mejorar la estabilidad de los ciclos de carga y descarga del material activo del ánodo, y además, presenta una vía alternativa de bajo costo para la preparación de este tipo de electrodos, así como, una opción económica viable para el reciclaje de poliestireno, que en consecuencias promueva su reutilización para reducir la contaminación ambiental. Para la síntesis de la muestra Si20GR80PS10 se utilizó la pirólisis, un método de descomposición térmica a alta temperatura, para recubrir las nanopartículas de Si/GNPs con carbono derivado de poliestireno reciclado, utilizando una concentración en peso del 10 % del plástico mencionado. La caracterización fisicoquímica de la muestra Si20GR80PS10, se llevó a cabo por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersiva (EDS), microscopía electrónica de transmisión (MET) difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía Raman; para obtener información topográfica, elemental y estructural. El material activo Si20GR80PS10, se utilizó para fabricar electrodos negativos con una relación en peso de material activo: agente aglutinante: aditivo conductor igual a 8:1:1. Estos ánodos se utilizaron para fabricar baterías recargables de iones de litio tipo moneda CR2032, integradas por un ánodo, un contra electrodo, un separador y una solución electrolítica. ii La evaluación electroquímica de los ánodos se llevó a cabo en baterías tipo moneda, las cuales se analizaron en modo potenciostático y galvanostático, es decir, se realizaron estudios de voltamperometría cíclica para identificar los potenciales de óxido-reducción donde tienen lugar las reacciones de intercalación y aleación de los electrodos; ciclos de carga y descarga galvanostática para medir su eficiencia coulómbica, la estabilidad y la capacidad específica de los ánodos; e impedancia electroquímica para conocer el cambio de la resistencia de los ánodos a diferente número de ciclos. La muestra Si20GR80PS10 puede almacenar iones de litio de manera reversible, entregando una capacidad de 613 mAh/g a una densidad de corriente de 200 mA/g con una eficiencia coulómbica mayor al 99 % después de 50 ciclos de carga y descarga. Los valores obtenidos fueron favorables puesto que el ánodo comercial de grafito ofrece una capacidad de aproximadamente 300 mAh/g a 200 mA/g. Sin embargo, es necesario seguir mejorando para alcanzar la capacidad teórica de la muestra Si20GR80PS10 de 910 mAh/g.
| Tipo de ítem | Biblioteca actual | Colección | Signatura | Copia número | Estado | Fecha de vencimiento | Código de barras |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tesis | Biblioteca Central Ensenada | Colección de Tesis | TA418.9.N35 L662 2023 (Browse shelf(Abre debajo)) | 1 | Disponible | ENS096869 |
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Licenciatura.
Tesis (Licenciatura)--Universidad Autónoma de Baja California. Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño, Ensenada, 2023.
Incluye referencias bibliográficas e índice.
Hoy en día, es de conocimiento público que los desechos plásticos se han transformado en un problema ambiental, puesto que son compuestos difíciles de descomponer de forma natural en la superficie terrestre, por lo cual terminan en vertederos municipales, en cuerpos de agua y en la cadena alimenticia en forma de micro plásticos que afectan a la flora y a la fauna de los ecosistemas. Por lo tanto, es prioritario para la academia, la industria y el gobierno buscar alternativas sustentables que permitan reciclar y reutilizar los plásticos para así evitar su acumulación en el medio ambiente. En el presente trabajo se investiga el desempeño electroquímico de las nanopartículas de Si soportadas en hojas de grafeno, Si/GNPs, las cuales se encapsularon con una capa de carbono derivado de poliestireno reciclado, Si20GR80PS10. El recubrimiento de carbono tiene el objetivo de mejorar la estabilidad de los ciclos de carga y descarga del material activo del ánodo, y además, presenta una vía alternativa de bajo costo para la preparación de este tipo de electrodos, así como, una opción económica viable para el reciclaje de poliestireno, que en consecuencias promueva su reutilización para reducir la contaminación ambiental. Para la síntesis de la muestra Si20GR80PS10 se utilizó la pirólisis, un método de descomposición térmica a alta temperatura, para recubrir las nanopartículas de Si/GNPs con carbono derivado de poliestireno reciclado, utilizando una concentración en peso del 10 % del plástico mencionado. La caracterización fisicoquímica de la muestra Si20GR80PS10, se llevó a cabo por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersiva (EDS), microscopía electrónica de transmisión (MET) difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía Raman; para obtener información topográfica, elemental y estructural. El material activo Si20GR80PS10, se utilizó para fabricar electrodos negativos con una relación en peso de material activo: agente aglutinante: aditivo conductor igual a 8:1:1. Estos ánodos se utilizaron para fabricar baterías recargables de iones de litio tipo moneda CR2032, integradas por un ánodo, un contra electrodo, un separador y una solución electrolítica. ii La evaluación electroquímica de los ánodos se llevó a cabo en baterías tipo moneda, las cuales se analizaron en modo potenciostático y galvanostático, es decir, se realizaron estudios de voltamperometría cíclica para identificar los potenciales de óxido-reducción donde tienen lugar las reacciones de intercalación y aleación de los electrodos; ciclos de carga y descarga galvanostática para medir su eficiencia coulómbica, la estabilidad y la capacidad específica de los ánodos; e impedancia electroquímica para conocer el cambio de la resistencia de los ánodos a diferente número de ciclos. La muestra Si20GR80PS10 puede almacenar iones de litio de manera reversible, entregando una capacidad de 613 mAh/g a una densidad de corriente de 200 mA/g con una eficiencia coulómbica mayor al 99 % después de 50 ciclos de carga y descarga. Los valores obtenidos fueron favorables puesto que el ánodo comercial de grafito ofrece una capacidad de aproximadamente 300 mAh/g a 200 mA/g. Sin embargo, es necesario seguir mejorando para alcanzar la capacidad teórica de la muestra Si20GR80PS10 de 910 mAh/g.
