Importancia de los zirconatos de litio en el advenimiento de nuevos desarrollos tecnológicos

Abstract

Desde hace 300 años, la humanidad basa su desarrollo en la utilización de combustibles fósiles, acarreando grandes problemáticas ambientales, muy notables en la actualidad. Esto, sumado a que se ha alcanzado el pico del petróleo, provocó el advenimiento de un nuevo paradigma energético, donde los materiales del sistema Li2 O-ZrO2 (LZO) poseen gran interés tecnológico. Debido a su estabilidad termo-mecánica y a su gran coeficiente de generación y liberación de tritio, los LZO han sido investigados como materiales cerámicos productores de combustibles nucleares de fusión. Por otra parte, dada la destacable propiedad de los LZO de absorber selectiva y reversiblemente CO2 a temperaturas altas podrían emplearse en la captura y reutilización industrial de este gas, contribuyendo a minimizar la emisión de gases de efecto invernadero. En adición, los LZO podrían ser aplicados como compositos anódicos y como recubrimientos delgados estabilizadores de electrodos y electrolitos sólidos ya que pueden suprimir la formación de interfases con baja conductividad iónica y frenar la evolución de dendritas, tanto en baterías de ion-litio como de estado sólido. Finalmente, el uso de los LZO podría contribuir en el desarrollo de catalizadores para la producción de biodiesel, de celdas de combustible y de materiales luminiscentes con aplicación fotovoltaica. En este capítulo se resumen las principales aplicaciones de los LZO y se describen los últimos avances en las tecnologías antes descriptas.

For 300 years, humanity has based its development on the use of fossil fuels, causing great environmental problems, very notable today. This, added to the fact that peak oil has been reached, led to the advent of a new energy paradigm, where the materials of the Li2 O-ZrO2 system (LZO) have great technological interest. Due to their thermo-mechanical stability and their high tritium generation and release coefficient, LZOs have been investigated as ceramic materials that produce nuclear fusion fuels. On the other hand, given the remarkable property of LZOs to selectively and reversibly absorb CO2 at high temperatures, they could be used in the capture and industrial reuse of this gas, helping to minimize the emission of greenhouse gases. In addition, LZOs could be applied as anodic composites and as thin stabilizing coatings for electrodes and solid electrolytes since they can suppress the formation of interfaces with low ionic conductivity and slow down the evolution of dendrites, both in lithium-ion batteries and solid state batteries. Finally, the use of LZOs could contribute to the development of catalysts for the production of biodiesel, fuel cells and luminescent materials with photovoltaic application. This chapter summarizes the main applications of LZOs and describes the latest advances in the technologies described above.