Andrés Mormeneo Segarra

Esta figura resume el proceso del CSP a baja temperatura con los principales mecanismos que se ven involucrados, la compactación inicial, el calentamiento, la disolución-precipitación y su consolidación final.

🔚 A veces los materiales pueden cobrar vida y contarnos sus historias.

Esta es la del LATP, que aprendió a “brillar sin fuego”.

#LATP #CSP #EIS #Impedancia #Verde #Sostenible

Gracias por leer este #HiloTesis 🙌

@crueuniversidades.bsky.social @filarramendi.bsky.social @uji.es

¡Gracias por llegar hasta aquí 🤗!

📩 Si te interesa saber más, estoy encantado de compartir detalles.

Porque divulgar ciencia es abrir puertas, y porque sin comunicación, no hay impacto.

📧 amormene@uji.es
📧 anmorse@upv.es

¿Y ahora qué? 🤔

🧠 El CSP tiene potencial en muchos otros materiales: sodio, cátodos, interfases, multicapas...

Mi Tesis Doctoral solo ha sido un primer paso para entender cómo diseñar materiales funcionales a baja temperatura 🥳.

Todo esto no pude hacerlo solo.

Gracias a mis directores Antonio Barba y Nuria Vicente, compañeros de grupo, especialmente a Sergio, y al equipo de CIRIMAT (Francia) por el apoyo durante esta experiencia 🫶.

La ciencia es un deporte de equipo 🧑‍🔬👩‍🔬.

Visita las publicaciones que componen mi Tesis Doctoral en este enlace: https://qr-codes.io/7AUvmA

📝 La tesis completa fue defendida en septiembre de 2024 en la @uji.es y se puede visitar en el enlace (www.tdx.cat/handle/10803...).

📄 Podéis echar un ojo a las publicaciones en el siguiente enlace (qr-codes.io/7AUvmA) o mediante el QR:

Gracias a este trabajo, demostramos que:

✔️ Se puede sinterizar LATP a temperaturas entre 150 y 180 ºC
✔️ Se puede monitorizar su estructura en tiempo real
✔️ El CSP no es magia: es ciencia y paciencia

Este esquema representa el balance necesario con tal de obtener una buen electrolito sólido con propiedades eléctricas competitivas y obtenido a baja temperatura.

La clave está en el balance entre las variables y las propiedades finales para cada componente ⚖️.

Esto solo se logra midiendo, midiendo y... midiendo 🧑‍🔧.

Esta es una figura comparativa que muestra el efecto del contenido en peso de sales en el electrolito sólido y cómo afecta a las propiedades.

También probamos mezclas eutécticas como 0.4LiOH:0.6LiNO3.

💧Estas sales eutécticas facilitan la difusión iónica y mejoran la densificación.

Una química elegante y eficaz ⚗️.

Esta figura muestra la evolución de la sinterización con la temperatura y cómo a partir de unos 180 ºC comienzan a formarse nuevas fases no conductoras.

La clave está en evitar la degradación:

🔥 En estas condiciones, a más de 180 ºC, el LATP se degrada.

Así que más temperatura ≠ mejores propiedades.

El CSP permite sinterizar por debajo de ese límite, preservando la funcionalidad 🧊.

📈 Las muestras con un 25% de líquido lograron mejor densificación.

📈 Además, introduciendo solo un 2% de Bi2O3 mejoramos los contactos de grano.

📈 Modificar el tamaño de partícula mejora, aún más, las propiedades.

Conductividad: hasta 7·10^-5 S/cm a 30 ºC. ¡Nada mal! 🔥

Esta es una representación gráfica de la evolución de los espectros de impedancia durante el enfriamiento en el CSP desde 100 hasta 30 ºC.

Mediante esta técnica detectamos los efectos de:

🧪 El contenido de líquido
🧱 El tamaño de partícula
⚗️ El uso de aditivos como Bi2O3
⚗️ El uso de sales eutécticas

Y afinamos el proceso paso a paso.

Este es el setup empleado para poder monitorizar el CSP mediante impedancias.

💡 Desarrollé un montaje original para registrar espectros de impedancia durante la sinterización.

Así estudiamos cómo se forman interfases, cómo evoluciona la compactación o cuándo se evapora el líquido. Es decir, se monitoriza el proceso de sinterización 🖥️.

Mi Tesis Doctoral se ha centrado en el diseño de procedimientos para:

✔️ Controlar la microestructura
✔️ Optimizar la conductividad
✔️ Utilizarfases líquidas como ácido acético o sales eutécticas
✔️ Medir el proceso en tiempo real a través de impedancias in-operando

Este es el esquema de los distintos mecanismos de transferencia que tienen lugar en el CSP al aplicar la presión necesaria.

🌡️ El Cold Sintering Process (CSP) lo hace posible.

Consiste en aplicar presión y una fase líquida reactiva a bajas temperaturas (100–300 °C) para densificar materiales. Pero entender sus mecanismos es clave.

Aquí entro yo 🫵.

📸 Bouville, F., et al. Nat Commun 8, 14655, 2017.

El LATP es permite el desplazamiento de iones de litio rápidamente ⚡.

El problema: tradicionalmente requiere >1000 °C para sinterizar 🥵.

Eso impide su integración con otros materiales como pueden ser los polímeros.

🔎 ¿Solución? Bajar la temperatura de sinterización sin perder propiedades.

Este es un esquema genérico de una batería en estado sólido con materiales particulados y litio metal en el ánodo.

Las baterías sólidas son más seguras y con más densidad energética (almacenan más) 🔋.

Fabricar sus componentes es un reto: los electrolitos sólidos requieren temperaturas muy altas 👁️.

Esto encarece el proceso y contamina el medioambiente.

📸 Balaish, M. et al. Nat Energy 6, 227–239, 2021.

Esta figura representa la comparativa entre los procesos convencionales de obtención de electrolitos sólidos y su alternativa tal y como se ha estudiado en la Tesis Doctoral.

🔧 ¿Es posible producir baterías en estado sólido a baja temperatura (<300 ºC), de forma más limpia y sostenible? 💚

Durante mi Tesis Doctoral he investigado una nueva técnica de sinterización de Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP) a baja temperatura.

🧵Quédate y te lo cuento. #HiloTesis

Esta figura resume el proceso del CSP a baja temperatura con los principales mecanismos que se ven involucrados, la compactación inicial, el calentamiento, la disolución-precipitación y su consolidación final.

🔚 A veces los materiales pueden cobrar vida y contarnos sus historias.

Esta es la del LATP, que aprendió a “brillar sin fuego”.

#LATP #CSP #EIS #Impedancia #Verde #Sostenible

Gracias por leer este #HiloTesis 🙌

@crueuniversidades.bsky.social @filarramendi.bsky.social @uji.es

¡Gracias por llegar hasta aquí 🤗!

📩 Si te interesa saber más, estoy encantado de compartir detalles.

Porque divulgar ciencia es abrir puertas, y porque sin comunicación, no hay impacto.

📧 amormene@uji.es
📧 anmorse@upv.es

¿Y ahora qué? 🤔

🧠 El CSP tiene potencial en muchos otros materiales: sodio, cátodos, interfases, multicapas...

Mi Tesis Doctoral solo ha sido un primer paso para entender cómo diseñar materiales funcionales a baja temperatura 🥳.

Todo esto no pude hacerlo solo.

Gracias a mis directores Antonio Barba y Nuria Vicente, compañeros de grupo, especialmente a Sergio, y al equipo de CIRIMAT (Francia) por el apoyo durante esta experiencia 🫶.

La ciencia es un deporte de equipo 🧑‍🔬👩‍🔬.

Visita las publicaciones que componen mi Tesis Doctoral en este enlace: https://qr-codes.io/7AUvmA

📝 La tesis completa fue defendida en septiembre de 2024 en la @uji.es y se puede visitar en el enlace (www.tdx.cat/handle/10803...).

📄 Podéis echar un ojo a las publicaciones en el siguiente enlace (qr-codes.io/7AUvmA) o mediante el QR:

Gracias a este trabajo, demostramos que:

✔️ Se puede sinterizar LATP a temperaturas entre 150 y 180 ºC
✔️ Se puede monitorizar su estructura en tiempo real
✔️ El CSP no es magia: es ciencia y paciencia

Este esquema representa el balance necesario con tal de obtener una buen electrolito sólido con propiedades eléctricas competitivas y obtenido a baja temperatura.

La clave está en el balance entre las variables y las propiedades finales para cada componente ⚖️.

Esto solo se logra midiendo, midiendo y... midiendo 🧑‍🔧.

Esta es una figura comparativa que muestra el efecto del contenido en peso de sales en el electrolito sólido y cómo afecta a las propiedades.

También probamos mezclas eutécticas como 0.4LiOH:0.6LiNO3.

💧Estas sales eutécticas facilitan la difusión iónica y mejoran la densificación.

Una química elegante y eficaz ⚗️.

Esta figura muestra la evolución de la sinterización con la temperatura y cómo a partir de unos 180 ºC comienzan a formarse nuevas fases no conductoras.

La clave está en evitar la degradación:

🔥 En estas condiciones, a más de 180 ºC, el LATP se degrada.

Así que más temperatura ≠ mejores propiedades.

El CSP permite sinterizar por debajo de ese límite, preservando la funcionalidad 🧊.

📈 Las muestras con un 25% de líquido lograron mejor densificación.

📈 Además, introduciendo solo un 2% de Bi2O3 mejoramos los contactos de grano.

📈 Modificar el tamaño de partícula mejora, aún más, las propiedades.

Conductividad: hasta 7·10^-5 S/cm a 30 ºC. ¡Nada mal! 🔥

Esta es una representación gráfica de la evolución de los espectros de impedancia durante el enfriamiento en el CSP desde 100 hasta 30 ºC.

Mediante esta técnica detectamos los efectos de:

🧪 El contenido de líquido
🧱 El tamaño de partícula
⚗️ El uso de aditivos como Bi2O3
⚗️ El uso de sales eutécticas

Y afinamos el proceso paso a paso.

Este es el setup empleado para poder monitorizar el CSP mediante impedancias.

💡 Desarrollé un montaje original para registrar espectros de impedancia durante la sinterización.

Así estudiamos cómo se forman interfases, cómo evoluciona la compactación o cuándo se evapora el líquido. Es decir, se monitoriza el proceso de sinterización 🖥️.

Mi Tesis Doctoral se ha centrado en el diseño de procedimientos para:

✔️ Controlar la microestructura
✔️ Optimizar la conductividad
✔️ Utilizarfases líquidas como ácido acético o sales eutécticas
✔️ Medir el proceso en tiempo real a través de impedancias in-operando