Browsing by Author "Morandé Thompson, Arturo Ignacio"

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    An Overview of Applications, Toxicology and Separation Methods of Lithium
    (2025) Moreno-Virgen, María del Rosario; Escalera-Velasco, Blanca Paloma; Reynel-Ávila, Hilda Elizabeth; González-Ponce, Herson Antonio; Videla Leiva, Álvaro Rodrigo; Morandé Thompson, Arturo Ignacio; Ludovico-Marques, Marco; Sogari, Noemi; Bonilla-Petriciolet, Adrián
    Lithium has emerged as a critical element in contemporary society. It has been classified as an indispensable feedstock in the manufacture of lithium-ion batteries for electric mobility, portable electronics, and stationary energy storage systems, which are essential for the integration of intermittent renewable energy sources. This metal also has other industrial applications and is projected to support future developments in semiconductor and aerospace technology. However, the exponential growth in global Li demand driven by energy transition and technological innovation requires a resilient and sustainable supply chain where both technological and environmental challenges should be addressed. This review discusses and analyzes some of current challenges associated with the Li supply chain given a particular emphasis on its separation methods. First, statistics of the Li market and its applications are provided, including the main sources from which to recover Li and the environmental impact associated with conventional Li extraction techniques from mineral ores and salar brines. Different separation methods (e.g., solvent extraction, adsorption, ion exchange, membrane technology) to recover Li from different sources are reviewed. Recent advances and developments in these separation strategies are described, including a brief analysis of their main limitations and capabilities. The importance and potential of recycling strategies for end-of-life batteries and industrial residues are also highlighted. A perspective on the gaps to be resolved with the aim of consolidating the Li supply chain to support the energy transition agenda is provided in this review.
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    Modification of a commercial activated carbon with nitrogen and boron : hydrogen storage application
    (2022) Morandé Thompson, Arturo Ignacio; Videla Leiva, Álvaro Rodrigo; Escalona, Néstor; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En esta investigación, se estudió y modificó un carbón activado comercial con una superficie específica (SSA) de 1678 m2/g con la finalidad de almacenar hidrógeno mediante la adsorción física a 77 K. Para este propósito, se consideraron diferentes métodos de modificación. Se llevaron a cabo tratamientos con helio a 200 y 400 °C para reducir la concentración de grupos funcionales oxigenados en la superficie de la muestra original; se realizaron modificaciones con amoníaco a 400, 500 y 600 °C para producir muestras dopadas con nitrógeno; y se realizaron impregnaciones con bórax decahidratado para dopar las muestras con boro. Se produjeron un total de 13 muestras mediante estos tres métodos de modificación, los que fueron aplicados en diferentes órdenes. Las muestras se analizaron y caracterizaron mediante isotermas de adsorción/desorción de nitrógeno, descomposiciones programadas por temperatura, espectroscopías fotoelectrónicas de rayos X e isotermas de adsorción de hidrógeno. Adicionalmente, se aplicó el modelo de adsorción de Dubinin-Astakhov para extrapolar los datos experimentales de adsorción de hidrógeno hasta una presión de 100 bares, y se desarrolló un modelo de teoría del funcional de la densidad para analizar el efecto de lasfuncionalidades nitrogenadas en la adsorción de hidrógeno. En base a los resultados, se concluyó que el mejor procedimiento de modificación fue el tratamiento con helio a 400 °C seguido de un tratamiento con amoníaco a 500 °C, lo que aumentó la adsorción de hidrógeno desde un 1,98% a un 2,34% en peso. Además, todas las muestras dopadas con boro redujeron su adsorción de hidrógeno debido a la pérdida de superficie específica, aunque aumentó la adsorción por unidad de área, es decir, % en peso/SSA.