{"id":133013,"date":"2016-04-18T14:58:37","date_gmt":"2016-04-18T13:58:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133013"},"modified":"2016-04-18T14:58:37","modified_gmt":"2016-04-18T13:58:37","slug":"liquidos-ionicos-y-su-aplicacion-en-pilas-de-combustible","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2016\/04\/18\/133013","title":{"rendered":"L\u00edquidos i\u00f3nicos y su aplicaci\u00f3n en pilas de combustible"},"content":{"rendered":"

Autores: D. Herranz, P. Oc\u00f3n. Universidad Aut\u00f3noma de Madrid<\/span><\/strong><\/p>\n

Los l\u00edquidos i\u00f3nicos (IL, por sus siglas en ingl\u00e9s de \u201cIonic Liquids\u201d) son unos compuestos qu\u00edmicos cuyas caracter\u00edsticas b\u00e1sicas podr\u00edan ser resumidas en los siguientes puntos: est\u00e1n compuestos solamente por cationes y aniones, no contienen ning\u00fan disolvente molecular y por acuerdo solo se consideran como tales aquellas sales que sean estables en fase l\u00edquida a temperaturas inferiores a los 100\u00baC. El t\u00e9rmino sol\u00eda aplicarse tambi\u00e9n al resto de sales fundidas aunque estuvieran a temperaturas superiores ya que hasta 1992 eran los \u00fanicos compuestos conocidos que estaban formados solo por aniones y cationes. 1<\/sup> El descubrimiento en 1992 de compuestos estables que cumpl\u00edan los anteriores puntos se debe a Wilkes, Zaworotko, Cooper y O\u2019Sullivan, y a partir de entonces su estudio y posibles aplicaciones han ido creciendo de forma exponencial a la vez que se han ido descubriendo muchos m\u00e1s compuestos de este tipo. Estos pueden ser divididos en siete grandes familias seg\u00fan la estructura cati\u00f3nica que posean, que puede ser derivada de: tetraalquilamonio, 1,2,3-Trialquilimidazol, alquilpiridinio, dialquilpirrolidina, dialquilpiperidinio, tetraalquilfosfonio o trialquilsulfonio.<\/span><\/p>\n

Algunas de sus propiedades generales m\u00e1s destacables son su alta conductividad el\u00e9ctrica, muy baja presi\u00f3n de vapor (y por tanto una volatilidad casi nula), amplio rango de temperatura en el que permanecen estables en fase l\u00edquida, alta estabilidad qu\u00edmica y su facilidad para conseguir distintas propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas dependiendo de c\u00f3mo se sinteticen y qu\u00e9 iones se mezclen. <\/span><\/p>\n

El hecho de que tengan una presi\u00f3n de vapor tan baja y un marcado car\u00e1cter i\u00f3nico y polar, unido a que muchos tambi\u00e9n son no inflamables hace de estos compuestos unos disolventes o solutos ideales para determinadas condiciones como pueden algunas reacciones org\u00e1nicas de s\u00edntesis de ciclos de carbono o reacciones ald\u00f3licas o la disoluci\u00f3n de celulosa y biopol\u00edmeros. Tambi\u00e9n se est\u00e1 estudiando su uso para preparaci\u00f3n de fluidos magnetoreol\u00f3gicos (los cuales pueden ser controlados por campos magn\u00e9ticos) y para la mejora de lubricantes y\/o su creaci\u00f3n \u00fanicamente a partir de l\u00edquidos i\u00f3nicos.<\/span><\/p>\n

Los l\u00edquidos i\u00f3nicos presentan tambi\u00e9n grandes oportunidades formando materiales h\u00edbridos con otros compuestos; un ejemplo es la gelificaci\u00f3n de los l\u00edquidos i\u00f3nicos usando pol\u00edmeros, nanopart\u00edculas o nanotubos de carbono o su inserci\u00f3n en otros materiales para dotarlos por ejemplo de mayor conductividad. Aprovechando su alta conductividad y el hecho de estar en fase l\u00edquida tambi\u00e9n los hace muy buenos candidatos para ser usados como electrolitos en reacciones electroqu\u00edmicas o medios de reacci\u00f3n para la s\u00edntesis de otros materiales como la electrodeposici\u00f3n de materiales met\u00e1licos o semiconductores o la s\u00edntesis de nanopart\u00edculas met\u00e1licas.<\/span><\/p>\n

En el campo de las pilas de combustible los l\u00edquidos i\u00f3nicos est\u00e1n siendo usados para poder obtener una alta conductividad i\u00f3nica a trav\u00e9s del electrolito polim\u00e9rico (la membrana) a altas temperaturas (>100\u00baC) donde la humedad relativa es muy baja y las membranas com\u00fanmente usadas a menores temperaturas, como la de Nafion, pierden mucha conductividad. Para conseguir esto el l\u00edquido i\u00f3nico tiene que pasar a formar parte de la membrana y quedar retenido en \u00e9sta. Alg\u00fan ejemplo de c\u00f3mo hacerlo es la preparaci\u00f3n de membranas h\u00edbridas de l\u00edquidos i\u00f3nicos con Nafion<\/span>2<\/sup> o la polimerizaci\u00f3n de microemulsiones de l\u00edquidos i\u00f3nicos proticos,3<\/sup> en este \u00faltimo caso se usan las microemulsiones ya que la compatibilidad entre el l\u00edquido i\u00f3nico (en estado natural, no en microemulsiones) con la matriz polim\u00e9rica no ser\u00eda buena. Esta compatibilidad es un par\u00e1metro importante a considerar que en este caso pudo superarse a trav\u00e9s de este m\u00e9todo de las microemulsiones. Otra posibilidad interesante es formar un l\u00edquido i\u00f3nico como fase transitoria para, aprovechando sus propiedades de solubilidad, introducir un reactivo en una mezcla en la que originalmente no ser\u00eda soluble, hacerlo reaccionar en el estado de l\u00edquido i\u00f3nico y posteriormente devolverlo a su estado original pero ya formando parte del producto final como puede ser un electrolito polim\u00e9rico.4<\/sup><\/span><\/p>\n

Estas investigaciones demuestran el potencial de los l\u00edquidos i\u00f3nicos para futuras aplicaciones tanto en otros campos como en el de las pilas de combustible en concreto y justifican el actual inter\u00e9s en estos materiales.<\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Bibliograf\u00eda<\/span><\/p>\n

1.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Torimoto, T., Tsuda, T., Okazaki, K. I. & Kuwabata, S. New frontiers in materials science opened by ionic liquids. <\/span>Adv. Mater.<\/em> 22,<\/strong> 1196\u20131221 (2010).<\/span><\/p>\n

2.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Subianto, S., Mistry, M. K., Choudhury, N. R., Dutta, N. K. & Knott, R. Composite polymer electrolyte containing ionic liquid and functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxanes for anhydrous PEM applications. <\/span>ACS Appl. Mater. Interfaces<\/em> 1,<\/strong> 1173\u20131182 (2009).<\/span><\/p>\n

3.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Yan, F. <\/span>et al.<\/em> Enhanced proton conduction in polymer electrolyte membranes as synthesized by polymerization of protic ionic liquid-based microemulsions. Chem. Mater.<\/em> 21,<\/strong> 1480\u20131484 (2009).<\/span><\/p>\n

4.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Diao, H. <\/span>et al.<\/em> High performance cross-linked poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid)-based proton exchange membranes for fuel cells. Macromolecules<\/em> 43,<\/strong> 6398\u20136405 (2010).<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autores: D. Herranz, P. Oc\u00f3n. Universidad Aut\u00f3noma de Madrid Los l\u00edquidos i\u00f3nicos (IL, por sus siglas en ingl\u00e9s de \u201cIonic Liquids\u201d) son unos compuestos qu\u00edmicos cuyas caracter\u00edsticas b\u00e1sicas podr\u00edan ser resumidas en los siguientes puntos: est\u00e1n compuestos solamente por cationes y aniones, no contienen ning\u00fan disolvente molecular y por acuerdo solo se consideran como tales aquellas sales que sean estables en fase l\u00edquida a temperaturas inferiores a los 100\u00baC. El t\u00e9rmino sol\u00eda aplicarse tambi\u00e9n al resto de sales fundidas aunque estuvieran a temperaturas superiores ya que hasta 1992 eran los \u00fanicos compuestos conocidos que estaban formados solo por aniones y\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,550,543],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133013"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133013"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133013\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133014,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133013\/revisions\/133014"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133013"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133013"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133013"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}