離子液體提供了無數(shù)有用的應(yīng)用,從溶劑到催化劑,再到潤滑劑、氣體吸收劑和共沸破壞劑在人工智能的協(xié)助下,根據(jù)當前全球優(yōu)先事項,在可持續(xù)性要求下,進一步優(yōu)化和調(diào)整離子液體的任務(wù)有巨大的空間。
1. 用于熱能存儲的相變材料
可持續(xù)材料應(yīng)消除資源稀缺性,并很好地融入循環(huán)經(jīng)濟的價值鏈。在這方面,對綠色化學指標的簡單評估表明產(chǎn)品及其化學過程的可持續(xù)性,并確定碳足跡將對新材料的潛力或進一步評估中應(yīng)解決的因素產(chǎn)生重要見解。同時考慮新型鹽的毒性和生物降解性將提供對潛在環(huán)境和健康風險的理解,強調(diào)規(guī)劃此類跨學科研究的重要性。
2. 有機離子塑料晶體(OIPC),已被研究為電池電解質(zhì)和氣體分離
基于OIPC的輕質(zhì)氣體分離膜的研究非常有前途,但仍處于早期階段,。OIPC和聚合物類型、合成方法以及溫度/相的驚人影響的實質(zhì)性但尚未完全了解,這表明開發(fā)有效的、商業(yè)相關(guān)的膜的研究范圍仍有待探索。此外,實驗研究集中在CO2/N2配對。OIPC的初步MD模擬顯示出CO的氣體吸收趨勢CO2> CH4 > O2 > N2,因此,使用這種和其他OIPC來分離不同的氣體混合物非常值得研究。
3.用于可持續(xù)氨生成的氮還原反應(yīng)中的關(guān)鍵成分
近年來,人們對液氨作為相對標準內(nèi)燃機燃料的興趣激增,主要是作為重型運輸和航運中柴油的替代品。當然,氨燃燒的唯一可持續(xù)產(chǎn)物是N2和H2O,沒有NOx排放,只要是這樣,綠色氨就可以成為可持續(xù)能源/化學品/肥料經(jīng)濟的1個核心部分。過去十年,人們對綠色氨的研究更加深入,離子液體在其中發(fā)揮了重要作用,它不僅是具有極高氮溶解度的電解質(zhì)和溶劑,也是該機制中的質(zhì)子載體。
4. 作為鋁離子電池中的電解質(zhì)
ILA電解質(zhì)在鋁電池中的使用還處于起步階段。到目前為止,ILA中配體的選擇僅基于含羰基的酰胺化合物。N-甲基尿素和N-乙基尿素產(chǎn)生的離子電導(dǎo)率(分別為1.2和1.4 mS cm-1)高于尿素-AlCl3配合物,因此具有更好的循環(huán)性能,提高了過電位和庫倫效率。使用基于現(xiàn)有酰胺型供體分子收集的信息的機器學習方法可能進一步指導(dǎo)下一代ILA的開發(fā)。
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