DFG fördert Projekt zur Charakterisierung Ionischer Flüssigkeiten

In den letzten Jahren haben sich in der Festkörper- und Materialforschung neue, energie- und ressourceneffiziente Synthesemethoden bei niedrigen Temperaturen und mit kürzeren Reaktionszeiten etabliert. Bekannte, klassische Hochtemperatursynthesen von Materialien werden dabei durch Einsatz von Ionischen Flüssigkeiten als Reaktionsmedium ersetzt.

Als Ionische Flüssigkeiten (engl. Ionic Liquids – »Ils«) bezeichnet man Salze aus organischen Kationen und organischen bzw. anorganischen Anionen, deren Schmelzpunkt bei unter 100 Grad Celsius liegt.

Ionische Flüssigkeiten werden zudem verstärkt als alternative, nachhaltige und umweltfreundliche Lösemittel für Anwendungen in der Elektrochemie, der Polymerchemie, der Trenntechnik, der Katalyse, der Verfahrenstechnik, Biotechnologie, Werkstoffwissenschaft und Sensorik eingesetzt.

Dr. Anastasia Efimova vom Fachgebiet Anorganische Chemie widmet sich in einem Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 331.667 € gefördert wird, der grundlegenden Untersuchungen der thermochemischen Eigenschaften Ionischer Flüssigkeiten. Am Projekt beteiligt sind außerdem die TU Dresden, die Universität Potsdam sowie das Max-Plank-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden.

Mit dem breiten thermochemischen Methodenspektrum des Labors für Festkörperanalytik am Standort Senftenberg sollen die thermische Stabilität, die Zersetzungsmechanismen und die kinetischen Parameter für die Bestimmung der maximalen Einsatztemperaturen von Ionischen Flüssigkeiten ermittelt werden. Damit wollen Efimova und Ihr Team zur Definition von limitierenden Parametern für den Einsatz Ionischer Flüssigkeiten beitragen.

Bezieht man in den Begriff der Raum- und Niedertemperaturanwendungen von Ionischen Flüssigkeiten Temperaturen von bis zu 200 °C mit ein, wird die thermische Langzeitstabilität der verwendeten Lösemittel zu einem limitierenden und ggf. zu einem sicherheitsrelevanten Parameter. Denn für die Syntheseplanung ist die Langzeitstabilität von großer Bedeutung.

Sie kann sowohl rechnerisch aus der Kurzeitstabilität als auch experimentell bestimmt werden. Die experimentelle Bestimmung ist aber zeitaufwendig. Die eingeschätzte (berechnete) Langzeitstabilität bestimmt die maximal mögliche Synthesedauer bei einer definierten Synthesetemperatur.

Falls die maximale Temperatur oder Synthesedauer überschritten werden, entsteht die Gefahr der Zersetzung der Substanz bzw. Lösemittel während der Synthese, was zu unerwünschten Syntheseprodukten führen kann.