Ionische Flüssigkeiten

"Ionic liquids are highly ordered, ‘runny’
solids rather than liquids."
(Tom Welton, April 2010, Dalian – China)


Flüssige Materialien

Ionische Flüssigkeiten stellen eine neuartige Klasse von technischen Produkten dar und sind niederschmelzende, organische Salze, die bei bis zu 400°C und bis zu -90°C flüssig sein können. Sie sind auch als Reinstoffe ohne Zusatz von Wasser oder anderen Lösungsmitteln flüssig und bestehen immer aus Anionen und Kationen.

Die chemisch physikalischen Eigenschaften von ionischen Flüssigkeiten sind sehr gut an vorgegebene technische Zielsetzungen anpassbar. Bei proionic erfolgt dies durch gezielte Funktionalisierung von Anion und Kation sowie durch systematische Kombination verschieden funktionalisierter Anionen und Kationen mit dem leistungsfähigen CBILS® Herstellungsverfahren für ionische Flüssigkeiten.

Durch diese Anpassungsmöglichkeiten werden ionische Flüssigkeiten entwickelt, die einerseits die anwendungstechnischen und wirtschaftlichen Anforderungen erfüllen, andererseits aber auch

  • sicher
  • umweltschonend
  • ungiftig
  • und werkstoffverträglich sind.


Unendliche Möglichkeiten

Ionische Flüssigkeiten verfügen über einzigartige Eigenschaften, die sie für ein breites Anwendungsspektrum qualifizieren. Sie:

  • bleiben über extrem weite Temperaturbereiche flüssig
  • verdampfen selbst unter Hochvakuum nicht
  • kavitieren selbst bei extremen Zugspannungen nicht
  • sieden oder verdunsten nicht
  • brennen nicht
  • besitzen trotz des flüssigen Aggregatzustandes Feststoff-ähnliche Eigenschaften wie z.B extrem geringe Kompressibilität und Nano-Strukturierung
  • sind gut an vorgegebene chemische und physikalische Zielparameter anpassbar
  • zeigen hervorragende Schmier- und Hydraulikeigenschaften
  • ermöglichen spezielle chemische Reaktionen
  • können nahezu unlösliche Substanzen in Lösung bringen
  • können selektiv Gase und Flüssigkeiten aufnehmen und abgeben
  • können magnetische Eigenschaften zeigen
  • sind mikrobiologisch inert

 

 

Ionische Flüssigkeiten als Lösungsmittel und Betriebsmittel

Die chemische Industrie schätzt ionische Flüssigkeiten, da sie nicht verdampfen und daher keine Luftverunreinigungen durch diese Lösungsmittel zu erwarten sind und weil sie daher auch nahezu unbrennbar sind. Ionische Flüssigkeiten zeigen auch besondere Lösungseigenschaften für Materialien, die mit herkömmlichen Lösemitteln nicht aufzulösen sind. Als Beispiel sei hier die Auflösung von Biomasse genannt. Hier erwartet man sich Durchbrüche bei der Herstellung von Treibstoffen der zweiten Generation. Aber auch für die Zellstoff- und Zelluloseindustrie ergeben sich mit ionischen Flüssigkeiten neue Möglichkeiten, so z.B. bei der umweltfreundlichen Herstellung von hochwertigen Zellulosefasern aus Zellstoff durch Einsatz ionischer Flüssigkeiten anstelle der derzeit noch verwendeten umweltschädlichen Lösungs- und Fällungsmittel.

Der Einsatz als Betriebsmittel umfasst Anwendungen in Bereichen wie Schmierung, Kühlung, Dichtung, Hydraulik etc. Neben den teilweise herausragenden technischen Eigenschaften stehen hier auch Aspekte der Sicherheit im Fokus der Anwender. Ionische Flüssigkeiten brennen nicht und können i.A. keine Explosionen verursachen. So wie auch beim Einsatz in der chemischen Industrie können ionische Flüssigkeiten als Betriebsmittel völlig neue Technologien ermöglichen. Als Beispiel sei hier der sogenannte "Ionen-verdichter" der Firma Linde AG genannt, ein revolutionärer Hochdruckkompressor, der mit einer von proionic entwickelten ionischen Flüssigkeit als flüssigem Kolben arbeitet und damit die sehr energieeffiziente Verdichtung von Gasen ermöglicht. Die Effizienz dieser Maschine ist mit festen Kolben nicht erreichbar.