离子液体提供了无数有用的应用,从溶剂到催化剂,再到润滑剂、气体吸收剂和共沸破坏剂在人工智能的协助下,根据当前全球优先事项,在可持续性要求下,进一步优化和调整离子液体的任务有巨大的空间。
1. 用于热能存储的相变材料
可持续材料应消除资源稀缺性,并很好地融入循环经济的价值链。在这方面,对绿色化学指标的简单评估表明产品及其化学过程的可持续性,并确定碳足迹将对新材料的潜力或进一步评估中应解决的因素产生重要见解。同时考虑新型盐的毒性和生物降解性将提供对潜在环境和健康风险的理解,强调规划此类跨学科研究的重要性。
2. 有机离子塑料晶体(OIPC),已被研究为电池电解质和气体分离
基于OIPC的轻质气体分离膜的研究非常有前途,但仍处于早期阶段,。OIPC和聚合物类型、合成方法以及温度/相的惊人影响的实质性但尚未完全了解,这表明开发有效的、商业相关的膜的研究范围仍有待探索。此外,实验研究集中在CO2/N2配对。OIPC的初步MD模拟显示出CO的气体吸收趋势CO2> CH4 > O2 > N2,因此,使用这种和其他OIPC来分离不同的气体混合物非常值得研究。
3.用于可持续氨生成的氮还原反应中的关键成分
近年来,人们对液氨作为相对标准内燃机燃料的兴趣激增,主要是作为重型运输和航运中柴油的替代品。当然,氨燃烧的唯一可持续产物是N2和H2O,没有NOx排放,只要是这样,绿色氨就可以成为可持续能源/化学品/肥料经济的1个核心部分。过去十年,人们对绿色氨的研究更加深入,离子液体在其中发挥了重要作用,它不仅是具有极高氮溶解度的电解质和溶剂,也是该机制中的质子载体。
4. 作为铝离子电池中的电解质
ILA电解质在铝电池中的使用还处于起步阶段。到目前为止,ILA中配体的选择仅基于含羰基的酰胺化合物。N-甲基尿素和N-乙基尿素产生的离子电导率(分别为1.2和1.4 mS cm-1)高于尿素-AlCl3配合物,因此具有更好的循环性能,提高了过电位和库伦效率。使用基于现有酰胺型供体分子收集的信息的机器学习方法可能进一步指导下一代ILA的开发。