Estructura electrónica del sistema Co₃[Co(CN)₆]₂·6(H₂O) utilizado para la elaboración de ánodos de baterías de intercalación Público Deposited
La investigación reciente sobre el uso de Análogos del Azul de Prusia (PBA) como materiales para almacenamiento de energía se ha enfocado en su uso para electrodos positivos (cátodos). Se sabe que la estructura de estos materiales permite una eficiente intercalación y desintercalación de iones, como es el caso del ion potasio. Los PBA pueden estar hidratados y su estudio es retador por varias razones: requieren del conocimiento de las posiciones y cantidad de las moléculas de agua que el material es capaz de almacenar dentro de su estructura y las consecuencias que se producen a partir de las interacciones de dichas moléculas con la red cristalina. Bajo este contexto se presenta un estudio teórico de la estructura electrónica del sistema Co3[Co(CN)6]2·6(H2O), análogo al azul de Prusia, donde la cantidad de moléculas de agua se fijó para mantener a los Co(II) hexacoordinados. La obtención de la estructura más estable y los cálculos de densidad de estados se realizaron dentro del formalismo de la Teoría de Funcionales de la Densidad, empleando el funcional PBE+U. Para utilizar este método se llevó a cabo la calibración del parámetro U, para Co(II) y Co(III) en ambientes químicos similares a los que se presentan en el material a estudiar. Esta calibración se llevó a cabo utilizando como punto de referencia las densidades de estados proyectadas para Co(II) y Co(III) obtenidas con el funcional PBE0. Utilizando el funcional PBE+U se analizó una posible estructura de Co3[Co(CN)6]2·6(H2O) en la que se conservó la coordinación octaédrica de los átomos de Co(II), utilizando moléculas de agua. Para esta estructura se hizo un análisis detallado de las contribuciones a la DOS de los diversos ambientes químicos de coordinación que contiene el modelo. De acuerdo a las densidades de estados obtenidas, para el modelo estudiado, los estados más propensos a reducirse son los que corresponden a la especie de Co(II), específicamente a los ambientes de coordinación que contienen moléculas de agua.
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