Supported-Ionic-Liquid-Membranen

Membranen auf Basis ionischer Flüssigkeiten

Ionische Flüssigkeiten sind Salze mit einem Schmelzpunkt unter 100 °C. Sie besitzen einzigartige Eigenschaften: Während ihr Dampfdruck extrem niedrig ist, ist ihre chemische und thermische Stabilität sehr hoch. Die Möglichkeit, eine Vielzahl von Anionen und Kationen zu kombinieren, ermöglicht die Entwicklung von Flüssigkeiten mit maßgeschneiderten Eigenschaften für verschiedene Anwendungen.

Zum Beispiel können ionische Flüssigkeiten eine große Menge Kohlendioxid lösen, während die Löslichkeit anderer Gase, wie Stickstoff oder Kohlenmonoxid, gering ist. Daher können ionische Flüssigkeiten als Absorber oder in trägergestützen Flüssigkeitsmembranen verwendet werden, um Gase zu trennen. Aufgrund ihrer geringen Flüchtigkeit gibt es keinen Verlust der Flüssigkeiten, wie es bei der Aminwäsche der Fall ist, und die Membranen trocknen nicht aus. Die Untersuchung der Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaften bildet die Grundlage, um die Interaktion zu verstehen und zu maßgeschneiderten Lösungen zu ermöglichen.

Mögliche Anwendungsgebiete

  • Abtrennung des Treibhausgases CO2 aus dem Kohlekraftwerk als Alternative zum Aminwaschprozess
  • Reinigung von Biogas
  • Membranreaktoren

Im Bereich der ionischen Flüssigkeiten arbeiten wir sowohl an der Entwicklung von Absorptionsprozessen für Gase (Abb. 1) als auch an der trägergestützten Ionenflüssigkeitsmembran (Membranen auf Basis ionischer Flüssigkeiten, Abb. 2). Darüber hinaus entwickeln wir Methoden für das Recycling von ionischen Flüssigkeiten im Rahmen von Membranprozessen.

Physisorption von Kohlenstoffdioxid in verschiedenen ionischen Flüssigkeiten bei 60 °C.
© Fraunhofer IGB
Abb. 1: Physisorption von Kohlenstoffdioxid in verschiedenen ionischen Flüssigkeiten bei 60 °C.
Trägergestütze Membran auf Basis ionischer Flüssigkeiten (Supported ionic liquid membrane, SILM).
© Fraunhofer IGB
Abb. 2: Trägergestütze Membran auf Basis ionischer Flüssigkeiten (Supported ionic liquid membrane, SILM).

Publikationen

  • Blath, J.; et al. (2011)
    Gas solubilities in room temperature ionic liquids – Correlation between RTiL-molar mass and Henry's law constant
    Chemical Engineering Journal 172(1): 167-176.
  • Blath, J.; et al. (2012)
    Chemisorption of carbon dioxide in imidazolium based ionic liquids with carboxylic anions
    Chemical Engineering Journal 181–182: 152-158.