En el presente trabajo, se estudiaron los materiales como Hexacianoferrato como cátodo en baterías de ion sodio en medios acuosos y no acuosos. En ese sentido, dos Sistema fueron evaluados i) el Zinc Hexacianoferrato como bloque de construcción, donde se encuentra el hierro en bajo spin con coordinación octaédrica y el zinc tiene coordinación tetraédrica. Los Na2Zn3[Fe(CN)6]2·zH2O mostraron una baja estabilidad en medios acuosos durante el proceso redox, sin embargo, el efecto de catión de compensación (K+, Rb+ Y Cs+) dentro de la estructura, sobre el comportamiento electroquímico en solución una solución acuosa de Sodio, reveló que el K+ y Rb+ son desplazado progresivamente por el ion sodio, atribuido a su mayor movilidad, pero cuando el experimento se realiza usando Cs+, se obtiene la composición mixta, Zn3NaCs[FeII(CN)6]2·zH2O, aumentando su retención de carga en torno al 75% durante 40 ciclos de carga / descarga.
Mientras que en medios no acuosos, este material presenta dos diferentes mecanismos de inserción/deserción de sodio; la forma deshidratada de zinc Hexacianoferrato Na2Zn3[Fe(CN)6]2, revela una mejor retención de la capacidad tarifaria, debido Movilidad del sodio dentro de la estructura. Por otro lado, ii) el manganeso hexacianoferrato Na2yMn [Fe(CN)6]y·zH2O como bloque de construcción donde el hierro bajo spin y el manganeso alto spin tiene coordinación octaédrica. Este material es inestable para carga/descarga debido a la distorsión de Jean Teller presente en Mn3+, de manera que la sustitución parcial de manganeso por otro metal 3d fue estudiada, primero con cobalto a diferentes relaciones Mn/Co. Las muestras fueron evaluadas en medio acuoso, mostrando que el material con (Mn/Co)= 1 (Na2yMnxCo1-x[Fe(CN)6]Y·zH2O tiene el mejor comportamiento electroquímic, con una estabilidad similar a la obtenida para Na2yCo[Fe(CN)6]Y·zH2O, debido a la interacción entre Mn y Co en la estructura, que se produce por la deslocalización de spin.
A partir de estos resultados, los materiales con relaciones atómicas similares donde se sintetizaron usando Ni y Fe, y se estudiaron en medios no acuosos. En estos casos, la estabilidad durante el proceso redox es en el orden siguiente: Fe> Co> Ni, que se asocia al poder polarizante del metal y en consecuencia, con diferente capacidad de sustracción de carga lo que permite modular la deslocalización de spin y el efecto Jahn Teller.
ABSTRACT In present work, the open framework materials knows as hexacyanoferrate were studied as cathode in sodium ion batteries in aqueous and non-aqueous media. In that sense two system were evaluated i) the Zinc Hexacyanoferrate as building block, where iron is found in low spin with octahedral coordination and zinc has tetrahedral coordination. The Na2Zn3[Fe(CN)6]2·zH2O exhibited a low stability in aqueous media during redox process, however, the effect of compensation cation (K+, Rb+ and Cs+) within structure over the electrochemical performance in sodium aqueous solution revealed that K+ and Rb+ are progressively displaced by the sodium ion, which was ascribed to its higher mobility. But, when the experiment is conducted using Cs+, the mixed composition, Zn3NaCs[FeII(CN)6]2·zH2O is formed, enhancing their charge retention around to 75% during 40 charge/discharge cycles. Whereas, in non-aqueous media, the system exhibited two different mechanisms of sodium insertion/desertion; the dehydrated form of zinc hexacyanoferrate Na2Zn3[Fe(CN)6]2, revels a better rate capacity retention, due to higher mobility of sodium inside the structure. On the other hand, ii) the Manganese Hexacyanoferrate Na2yMn[Fe(CN)6]y·zH2O as building block where iron is found low spin and manganese has octahedral coordination. This material is unstable for charge/discharge process due to the Jean Teller distortion present in Mn3+, so that the manganese partial substitution by other 3d metal was analyzed, first with cobalt with different Mn/Co ratios. The samples were evaluated in aqueous media, showed that material with (Mn/Co) =1 (Na2yMnxCo1-x[Fe(CN)6]y·zH2O) has the better electrochemical performance, with a stability similar to obtained for Na2yCo[Fe(CN)6]y·zH2O, due to the interaction between Mn and Co in the framework, which occurs by spin delocalization. From these results, the materials with similar atomic ratios where synthetized using Ni and Fe, and were studied in non-aqueous media. In these cases, the stability during redox process follows the order: Fe>Co>Ni, which is associated to the metal polarizing power ability and, in consequence, with different charge subtraction capacity and, from this fact, inducing certain spin delocalization and Jahn Teller effect.
