Zer da likido ionikoa?
Galdera hori ez da erraza erantzuten. Londresko Imperial Collegeko Tom Welton irakaslearen hitzetan,"...likido ioniko bat solido onik sortzen ez duen gatza da". Oro har, likido ionikoa, literalki, gatz likidoa, deskonposatu aurretik urtzen den (likido bihurtzen den) gatz gisa defini daiteke.
Likido ionikoak katioi eta anioi organiko eta ez-organikoz osatuta egon ohi dira. Material ioniko horiek bi taldetan sailkatzeari buruzko adostasun estentsibo baina eztabaidagarria dago: "giro-tenperaturan dauden likido ionikoak" deritzenak, 100ºC-tik beherako tenperaturan edo tenperatura berdinetan likido bihurtzen diren gatzak, eta askoz tenperatura altuagoetan urtzen diren "gatz urtuak" (adibidez, NaCl 803ºC-tan). Likido ionikoen sailkapen eztabaidagarri hori modu arbitrarioan oinarritzen da fusio-tenperaturetan, baina tipoen artean ere bereiz daiteke, bien aplikagarritasun praktikoan dauden desberdintasun nabarien arabera.
Artikulu honetan, "giro-tenperaturan dauden likido ionikoak", horien propietate bakarrak eta aplikazio-eremuak aztertuko ditugu.
Likido Ionikoen historia laburra
Likido ionikotzat jotzen den lehen konposatuaren aurkikuntza Paul Waldeni egotzi dakioke, 1914an, bere taldeak lantzen zuen tenperaturan egoera likidoan ager zitezkeen gatz urtuak bilatzen ari zenean. Lehen likido ioniko hori etilamonio-nitratoa zen ([EtNH3] [NO3]), 12ºC-ko urtze-tenperaturarekin, eta literatura zientifikoan aipatu zen lehen likido ionikotzat jotzen zen.
Ondoren, likido ionikoen ikerketa eta potentzialaren aurrerapenak oharkabean igaro ziren denbora batez. Joan den mendeko 60ko hamarkadara arte ez zen sustatu likido ionikoen ikerketa, komandanteak (Dr.) zuzendutako AEBko Indar Armatuen Akademiaren hasierako ikerketa-proiektu bati esker: Lowell A. King. Orduan, helburu nagusia bateria termikoetan erabilitako LiCl/KCl-aren gatz urtuen elektrolitoen ordezko bat aurkitzea zen. Ordutik, Estatu Batuetako Indar Armatuen Akademiak etengabeko programa baten aldeko apustua egin zuen likido ioniko horiek ikertzeko. Programa horretan, hainbat likido ioniko garatu zituzten, ia lau hamarkadatan zehar katioi eta anioi desberdinak konbinatuz.
Taula honetan, 60 eta 90 urte bitarteko hamarkadetan aurkitutako likido ioniko garrantzitsuenetako batzuk ikus daitezke:
Likido ionikoa |
Urtea (ref.) |
|
[Et3NH][CuCl2] |
1963 (Inorg. Chem.,1963, 2, 1210) |
|
[N2222][GeCl3] and [N2222][SnCl2] |
1972 (J. Am. Chem. Soc., 1972, 94, 8716) |
|
[RPy][AlCl4] and [R2Im][AlCl4], R=alkyl] |
1982 (Inorg. Chem. 1982, 21, 1263) |
|
[R2Im][BF4] and [R2Im][PF6] |
1992 (Chem. Commun., 1992, 965) |
|
[R2Im][NTf2] |
1996 (Inorg. Chem. 1996,35,1168) |
|
Im = imidazolium, Py = pyridinium, NTF2 = bis(trifluoromethylsulfonyl)amide, N2222 = tetraethylammonium, EtPyBr = n-ethyl pyridinium bromide and Et3NH = triethyl ammonium. |
Geroago, XXI. mendearen hasieran, likido ionikoekiko eta haien aplikazio potentzialekiko interesak berpizkundea bizi izan zuen, eta komunitate zientifikoaren artean interesa bereganatzen hasi ziren. Interes hori argi eta garbi islatu zen argitalpen zientifikoen kopuruan, zeinetan likido ionikoa hitz gakoetako bat bezala agertzen baitzen. Hurrengo grafikoari begiratuz gero, batek ondoriozta dezake azken 10 urteetan (2012-2021) komunitate zientifikoak likido ionikoetan duen interesa (>54.000 argitalpen zientifiko) izugarri hazi zela, eta joera da datozen urteetan hazten jarraitzea (dagoeneko 3.000 argitalpen baino gehiago dira 2022an).