Los productos con sedimentos, como la leche de soja, suelen indicar en el envase que la mezcla debe agitarse bien antes de beberla. Sin embargo, hay ocasiones en las que es preferible no mezclar todo. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), el Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea y la Universidad Nacional de Chonnam ha desarrollado una técnica para separar mezclas bien mezcladas, y esta innovación está ganando atención en la comunidad académica.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Jee-hoon Han del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH colaboró con el director Ji Hoon Park, el investigador principal Soo Min Kim y el investigador Myungho Choi de CO2 & Energy Research Center del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea y el profesor Jaewon Byun de la Universidad Nacional de Chonnam para crear una tecnología de proceso para la síntesis y purificación eficiente de líquidos iónicos. Su investigación apareció recientemente como artículo de portada en la edición en línea de Investigación en química industrial y de ingeniería (Investigación I&EC), una revista internacional en el campo de la ingeniería química.
Los líquidos iónicos son sales que permanecen en estado líquido a temperatura ambiente o incluso a temperaturas relativamente bajas debido a las fuertes interacciones eléctricas entre sus iones. A diferencia de las sales comunes, poseen propiedades únicas, como no inflamabilidad, baja volatilidad y estabilidad térmica y química, lo que los hace valiosos para diversas aplicaciones industriales, incluidos catalizadores y electrolitos.
Uno de los líquidos iónicos más estudiados es [bmim][BF4]conocida por su alta estabilidad y baja toxicidad. Sin embargo, el complejo y costoso proceso de eliminación de impurezas como el cloruro de litio (LiCl) durante la síntesis ha sido una barrera importante para la comercialización de la tecnología.
En este estudio, los investigadores emplearon refrigerantes halocarbonados, específicamente, clorodifluorometano (Rf-22), para sintetizar el líquido iónico. [bmim][BF4] De manera más económica y eficiente que los métodos tradicionales. Al utilizar Rf-22 como mediador de separación de fases, lograron inducir que una mezcla que contenía metilimidazol se separara en dos capas distintas, de manera similar a la separación del aceite y el agua.
El equipo observó la separación de fases variando las proporciones de [bmim][BF4]agua y mezclas de halocarbonos. Luego aplicaron los datos recopilados a un modelo de diagrama de fases ternario. Este modelo representa visualmente la composición y las fases de una mezcla que contiene tres componentes diferentes y se utiliza para predecir la fase formada en función de las proporciones de cada ingrediente.
Utilizando el modelado del diagrama de fase ternario, los investigadores produjeron con éxito compuestos de alta pureza. [bmim][BF4] con una pureza superior al 99%. Además, lograron recuperar y reciclar eficazmente la capa que contenía metilimidazol que no participó en la reacción de síntesis.
Luego, el equipo realizó simulaciones de procesos para evaluar la viabilidad económica de la tecnología de purificación desarrollada en este estudio. Con base en un análisis de costos para producir 1 tonelada de [bmim][BF4] Por día, determinaron que el precio mínimo de venta sería de aproximadamente 12.000 dólares por tonelada, lo que es más competitivo que las tecnologías de proceso existentes, lo que demuestra el potencial para comercializar la tecnología.
El profesor Jee-hoon Han de POSTECH afirmó: «Esperamos que esta investigación impulse la comercialización de líquidos iónicos y proporcione soluciones industriales prácticas basadas en nuestro conocimiento de estas sustancias». El investigador principal Soo Min Kim del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea expresó la importancia de la investigación diciendo: «Esta técnica también se puede aplicar a otros disolventes, lo que permite la síntesis de una amplia gama de líquidos iónicos de alta pureza».
La investigación se llevó a cabo con el apoyo del Programa de Jóvenes Investigadores del Ministerio de Ciencia y TIC y el Programa Básico del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea.
