Sciencemag.cz
Doporučujeme
Iontové kapaliny jsou nejčastěji soli, kde alespoň jeden z iontů představuje organickou skupinu. Za běžné teploty jsou tyto sloučeniny ovšem trochu překvapivě nikoliv tuhé, ale kapalné. Využívají se jako rozpouštědla, ale např. i jako katalyzátory. V Nature Materials nyní vyšla studie (tisková zpráva University of Bristol, další autoři práce byli z MITu) navrhující využití iontových kapalin jako moderních elektrolytů.
Viz také: Iontové kapaliny: víc než jen rozpouštědla
Oproti vodným i organickým elektrolytům by iontové kapaliny měly dokázat zajistit rychlejší výměnu nábojů, tj. dát elektrochemickému článku vyšší výkon. Nově navržená třída iontových kapalin je chemicky příbuzná detergentům, kolem povrchu elektrod vytváří speciální dvojvrstvé struktury – jedna vrstva je složena z polárních částí molekul, druhé z nepolárních (tzv. amfifilní sloučenina). Použité sloučeniny by měly být chemicky stabilní i nehořlavé.
Abstrakt původního článku uvádí, že dvojvrstvé uspořádání patří mezi samosestavující se nanostruktury. Na rozdíl od dříve používaných neamfifilních iontových kapalin probíhá v novém typu látek jiným způsobem distribuce iontů, která má být ovlivňována nejen coulombickými interakcemi, ale ve větší míře také van der Waalsovými silami. Během elektrochemické reakce jsou iontové kapaliny uspořádány tak, že nepolární část (řetězce uhlovodíků) se nachází směrem od elektrod, v konečném důsledku však tato neaktivní vrstva rychlost reakce zvyšuje (Poznámka: Jak? Brání nežádoucím reakcím? Nebo mění rozložení nábojů?).
Využití by tyto nové články mohly najít např. v superkondenzátorech pro hybridní automobily – vysoký výkon by mj. umožňoval efektivní ukládání energie při rekuperačním brzdění. Dále se zmiňují výkonově náročné aplikace při těžbě ropy nebo v kosmických technologiích.
Self-assembled nanostructures in ionic liquids facilitate charge storage at electrified interfaces, Nature Materials (2019). DOI: 10.1038/s41563-019-0449-6
Zdroj: University of Bristol/Phys.org
