一項合作研究揭示了室溫離子液體如何導電的新觀點，這可能對未來的能源存儲產生巨大的潛在影響。
研究的重點是圍繞RTILs導電的物理機制的爭論。它們帶正電荷和負電荷的有機離子使它們成為良導體，但電導率似乎自相矛盾。它們的高導電性來自於液體中帶電離子的高密度，但這種密度也應該意味著正離子和負離子之間的距離足夠近，可以相互中和，產生新的中性粒子，而這些中性粒子不能支持電流。該模型試圖根據這些相互矛盾的因素來確定RTILs中電導率是如何維持的。
這項研究涉及一個國際研究小組，包括萊斯特大學的尼古拉·布裡安託夫教授，由倫敦帝國理工學院的阿列克謝·科尼舍夫教授和華中科技大學的廣豐教授領導。
研究人員闡述了跟蹤RTILs中粒子動力學的特殊數值方法和理論方法。他們發現，大多數時候，正離子和負離子以中性對或團簇的形式共存，形成了一種不能導電的中性物質。然而，正離子和負離子會在液體的不同部分成對地以帶電粒子的形式出現，使液體具有導電性。
這些離子的出現是由熱波動引起的。突然間，這些離子隨機地從周圍的液體中獲得一部分能量，這有助於它們從「成對」的中性狀態中釋放出來，成為自由帶電粒子。然而，這種狀態只是暫時的：一段時間後，當它們與另一個帶相反電荷的離子結合時，就會回到它們成對的中性狀態。
當這種情況發生時，液體中其他地方的另一對離子分裂成自由帶電粒子，從而維持液體的導電性和電流，就像一場正在進行的電荷「接力賽」。這與在晶體半導體中觀察到的行為相似，由於溫度波動，正電荷和負電荷載流子也成對出現。因此，預計在未來的RTILs中還可能發現在半導體中觀察到的豐富多樣的物理現象。
正如半導體中的這些現象被廣泛應用於許多領域一樣，這項研究揭示了RTILs也有潛力被以新的、創新的方式加以利用，可能的用途從超級電容器、燃料電池和電池到各種動力裝置。
布裡安託夫教授是應用數學教授，也是萊斯特大學該項目的負責人。他說：「對RTILs導電機理的了解，似乎為設計具有理想電性能的離子液體開闢了新的領域。」