новости бизнеса
работа для химиков
химические выставки
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
контакты
Энциклопедия автохимии
|
новости науки новости бизнеса работа для химиков химические выставки |
каталог ресурсов электронный справочник авторефераты форум химиков |
о нас контакты Энциклопедия автохимии |
|
|
| поиск |
ионные жидкости: новости химической науки5/11/2026 - Ионная жидкость, которая притворяется твёрдым телом, и CO₂, который работает вместо пара: необычные среды перестают быть экзотикой Ионогель на глине, сверхкритический CO₂ на промышленном объекте и наноструктура ионных жидкостей — среда становится инструментом.Необычные среды — ионные жидкости и сверхкритические флюиды — долго оставались объектом изучения, а не инструментом. Работы 2026 года показывают, что ситуация изменилась. Российские исследователи из Института химии растворов имени Г. А. Крестова РАН создали ионогели, в которых природная глина покрыта тонким слоем ионной жидкости, и обнаружили, что ацетат-ионогель проводит ток лучше, чем чистая ионная жидкость. В Дрездене начала работу группа Helmholtz под руководством Райли Барты с бюджетом 1,75 млн евро, исследующая циклы на сверхкритическом CO₂ для преобразования промышленного тепла в электричество с КПД до 10% выше паровых циклов. В Китае строится «Жуйтань» — первый в мире коммерческий демонстрационный проект мощностью 50 МВт с расплавленной солью и sCO₂, с вводом в 2027 году. Общий знаменатель: ценность не в экзотичности среды, а в том, что её удалось встроить в работающее устройство.Дилемма ионных жидкостей: текучесть против проводимостиИонные жидкости привлекательны для электрохимии: они негорючи, термически стабильны, обладают широким электрохимическим окном. Но их текучесть требует герметичных корпусов, а вязкость ограничивает скорость переноса ионов. Твёрдые электролиты решают проблему текучести, но обычно проигрывают в проводимости. Ионогели пытаются совместить оба преимущества, но до сих пор было неясно, какая граница раздела — глина–жидкость — не подавляет транспорт.Работа нижегородской группы, опубликованная в Journal of Molecular Liquids, отвечает на этот вопрос неожиданным образом. Исследователи покрыли частицы монтмориллонита, бентонита и галлуазита тонким слоем ионной жидкости и измерили проводимость методом диэлектрической спектроскопии. Оказалось, что проводимость зависит не от типа глины, а от подвижности ионов в адсорбционных слоях на её поверхности. Гидрофильные анионы, такие как ацетат, обеспечивают более высокую проводимость, чем гидрофобные. Ацетат-ионогель превзошёл по проводимости чистую ионную жидкость, использованную в эксперименте.Что это значит для аккумуляторов и гибкой электроникиПрактический вывод прост: ионогель можно сделать негорючим, герметичным и устойчивым к нагреву, сохранив проводимость на уровне жидкости. Использование дешёвых природных глин делает материал ещё и «зелёным» композитом. Для литиевых и пост-литиевых батарей это означает путь к твёрдотельным электролитам без потери скорости зарядки. Для гибких датчиков и носимой электроники — эластичный проводящий материал, который не вытечет при повреждении.Понимание роли аниона меняет и логику дизайна. Раньше ионогель подбирали эмпирически: какая глина лучше держит жидкость. Теперь ясно, что ключевой параметр — гидрофильность аниона и подвижность ионов в адсорбционном слое. Это позволяет целенаправленно проектировать материалы с заданной проводимостью, от изоляторов до высокопроводящих сред.Сверхкритический CO₂: от лаборатории к промышленному объектуСверхкритический CO₂ находится между жидкостью и газом: плотность как у жидкости, вязкость как у газа. Это позволяет использовать компактные турбины и компрессоры, а КПД цикла при подходящих условиях достигает на 10% больше, чем у парового, из того же количества тепла. До недавнего времени это оставалось лабораторной демонстрацией.Дрезденская группа Барты начинает пятилетний проект в октябре 2026 года. Бюджет — 1,75 млн евро, из которых миллион от Helmholtz Association и 750 тысяч от HZDR. Задача не в том, чтобы показать принципиальную возможность, а в том, чтобы понять, как цикл работает при колеблющейся температуре промышленных выбросов и переменном спросе на электроэнергию. Испытательная установка CARBOSOLA(2) позволяет тестировать циклы при 500 °C и 300 бар, моделируя реальные условия с примесями в CO₂.Китайский проект «Жуйтань» идёт дальше: 50 МВт, расплавленная соль как накопитель тепла, ввод в 2027 году. Логика проста: избыток электроэнергии ночью нагревает соль, днём соль отдаёт тепло CO₂, который вращает турбину. Скорость регулирования — в четыре раза выше, чем у паровых блоков, а расход воды близок к нулю. Это уже не пилот, а коммерческий демонстратор, который должен показать, работает ли технология в масштабе энергосистемы.Ионная жидкость не гомогенна: наноструктура управляет транспортомТретья линия меняет представление о том, что такое ионная жидкость вообще. Работа LLB (Франция) с коллегами, опубликованная в Physical Chemistry Chemical Physics, показала, что ионные жидкости не однородны: они образуют динамическую мозаику из богатых ионами доменов и более подвижных областей. Подвижность иона зависит от локального окружения: одни ионы жёстко связаны в координационных оболочках или агрегатах, другие движутся свободно. Это объясняет широкое распределение скоростей диффузии, которое раньше не находило объяснения.Практический вывод для дизайна электролитов: нужно проектировать не «жидкость в целом», а наноструктуру. Если ион застрял в агрегате, он не участвует в проводимости, сколько бы ионов ни было в растворе. Если удалось разбить агрегаты и высвободить ионы, проводимость растёт без изменения состава. Это меняет критерии скрининга: смотреть не на средние характеристики, а на распределение локальных окружений.Разбавитель как главный рычагЧетвёртая линия — понимание того, что в ионно-жидкостных электролитах разбавитель не является инертной добавкой. Группа Шанхайского университета сравнила два структурно похожих гидрофторэфира: TFE и его димер TFEE. Оказалось, что TFEE сильнее взаимодействует с анионом FSI⁻, оттягивая на себя электронную плотность и мешая аниону координировать Li⁺. Система вынуждена компенсировать это, формируя крупные агрегаты. TFE взаимодействует слабее, анионы остаются свободными для образования компактных контактных ионных пар.Результат на уровне устройства: TFE-LHCE сохраняет кулоновскую эффективность 98,84% более 600 циклов и даёт плотное литиевое покрытие толщиной 14 мкм вместо пористых дендритов 30 мкм. Это не «ещё один электролит», а доказательство того, что выбор разбавителя определяет, какие ионные пары сформируются, и, следовательно, всю интерфазную химию.Общий знаменатель: среда как инструментВсе четыре работы объединяет один сдвиг. Ионные жидкости и сверхкритические флюиды перестают быть объектом изучения и становятся инструментом. Ионогель на глине делает ионную жидкость твёрдой, не убивая проводимость. Сверхкритический CO₂ метки статьи: аккумуляторы, ионные жидкости, новые материалы, сверхкритические жидкости, физическая химия, химия поверхности, электрохимия метки статьи: вопросы экологии, ионные жидкости, органическая химия, органический синтез, химическая технология, химия полимеров метки статьи: аккумуляторы, аналитическая химия, атмосферная химия, биомедицинские микроприборы, биохимия, бытовая химия, влияние магнитного поля, водородная энергетика, вопросы экологии, высокоэнергетические вещества, генетическая модификация организмов, геохимия, графен, ионные жидкости, квантовая химия, квантовый компьютер, кинетика и катализ, коллоидная химия, короткоживущие вещества, космохимия, кристаллохимия, медицинская химия, межмолекулярные взаимодействия, молекулярная биология, молекулярная электроника, молекулярные устройства, нанотехнологии, неорганическая химия, новые материалы, органическая химия, органический синтез, природа химической связи, радиохимия и химия высоких энергий, реакционноспособные частицы, рентгеноструктурный анализ, сверхкритические жидкости, сенсоры, спинтроника, строение атомного ядра, суперструн теория, супрамолекулярная химия, топливные элементы, физическая химия, фотохимия, фотокатализ, химическая археология, химическая криминалистика, химическая технология, химическая эволюция, химия биомассы, химия питания, химия поверхности, химия полимеров, химия твердого тела, электрохимия, элементоорганическая химия метки статьи: биохимия, ионные жидкости, новые материалы метки статьи: бытовая химия, ионные жидкости, супрамолекулярная химия метки статьи: биохимия, вопросы экологии, ионные жидкости, медицинская химия, новые материалы метки статьи: бытовая химия, вопросы экологии, ионные жидкости, неорганическая химия, новые материалы |
|