이어서 발췌, 정리한
자료를 3 번째로 올려드립니다.

영어 원본과 발췌, 정리한 내용도 별첨, 첨부하여 드립니다.

4. 이온성 액체의 산업적 합성 (Industrial
Synthesis of Ionic Liquids)

지난 30년 동안 산업적 규모의 이온성 액체(IL) 생산이 증가했습니다

Acros Organics, BASF(Basionics™), Cytec
Industries(part of the Solvey Group), Evonik Industries,

Merck, TCI, SACHEM,
DuPont 그리고 테이블 2에서 처럼 맞춤형 이온성 액체 제조사도
있습니다.

현재 1g에서 10kg 규모에서
최대 500개의 IL이 상업적으로 이용 가능하고 10에서 1000kg 규모에서 수십 개의 IL이 이용 가능하며 1톤 이상의 양으로 이용 가능한 10개의 IL이 있는 것으로 추정됩니다[ 55 ].

표 2. 상업적 규모로 IL을 생산하는 맞춤형 제조업체.

Proionic은 최근 톤 규모에서 운영되는 새로운 IL 합성 방법, CBILS를 개발했습니다[ 193 , 194 , 195 ].

CBILS® (Carbonate-Based Ionic Liquid Synthesis) 경로는 할로겐화물이 전혀 없으며(<5ppm)

순수한 이미다졸륨, 피롤리디늄 및 포스포늄 기반 이온성 액체(IL)을 생산하는 데 사용할 수 있습니다[ 196 ]. 그림 5를 참조해 주세요.

그림 5 CBILS ^® (카보네이트 이온 성 액체의 합성) 1,3- 디 알킬이 미다 졸륨 기반 IL [196].

Solvionic은 촉매 작용, 표면 준비 및 에너지 저장 응용 분야를
위한 고순도 IL 제조를 전문으로 합니다[ 198 ]. Solvionic은 “IL 기반 전해질의 응용은 전기화학 저장 시스템의
산업 단계에 진입하고 있습니다. 이 분야에서 IL 및
전해질의 생산 및 개발의 선두주자인 Solvionic은 이러한 증가하는 시장 수요를 충족시키기 위해
혁신적인 생산 라인에 투자하고 있습니다

이온성 액체(IL)의 널리 알려진 단점은 각각의 비용이지만 IL 보조 공정은 촉매/용매 재활용성 개선, 생성물 분리 증가, 더 빠른 반응 속도와 같은 추가 이점을 가져올
수 있어 다른 분야에서 경제적 이점을 제공합니다.

일반적으로 논의되는 예는 많은 전기화학적 응용에 사용되는 [NTf2]? 음이온이며, 합성에는 비용이 많이 드는 37단계가 소요됩니다.[ 55].

많은 단계는 에너지 소비와 낭비를 증가시켜 재료의 "녹색"을 감소시킵니다. 

이것은 특정 IL의 비용을 줄이는 것이 항상 가능한 것은 아니며, 더 저렴하고 제조하기 쉬운 대체 이온을 유사한 특성으로 찾아야 한다는 것을 보여줍니다.

반대로 PIL은 더 저렴한 대안을 제공하지만 불완전한 이온 교환과
같은 단점을 고려해야 하고 이온도 측정이 필요합니다[ 199 ].

또한, IL의 사용은 반응 속도를 개선하고 반응 혼합물에서 보다
쉽게 분리되는 고품질 제품을 생산함으로써 전반적인 경제성에 영향을 미칠 수 있으며,

이는 IL의 초기 비용이 유일한 중요한 요소가 아님을 보여줍니다.

2상 시스템(biphase system)의 사용은 촉매/생성물의 분리를 개선하고
값비싼 귀금속 기반 촉매의 완전한 회수를 돕습니다.

비용은 또한 독성 및 휘발성 용매의
교체로 인한 관련 안전성 증가로 상쇄될 수 있습니다.

상용화된 프로세스의 수로 판단한다면 IL의 더 높은 초기 비용은 확실히 금지되지 않습니다.

또한, 연속 합성 공정의 개발은 IL 생산 비용을 더욱 낮출 것으로 기대됩니다.

Proionic의 CBILS ^® 프로세스가 그 예입니다.

새로운 중합 이온성 액체(poly IL)은 IL의 높은 이온 전도성 및 전기화학적 안정성 이점과 중합체의 기계적 안정성 및 유연성을 결합합니다[ 244 ].

Poly IL은 고전적인 액체 기반
전해질에 대한 누출이 없고 비휘발성이며 불연성인 대안을 제공하는 고체 배터리에서 용도를 찾을 수 있습니다[ 245 ].

새로운 배터리 재료에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 재료의 합성 개발이 이에 대응하여 가속화될 수 있습니다.

이러한 개선은 기후 변화(CO2배출량 감소 )
및 배터리 사용 증가(예: 전기 자동차) 와 같은 규제 변화에 의해 더욱 강제됩니다 .

기후 변화에 대한 주제로 CCS(carbon capture and
storage)에서 CCU(carbon capture and utilisation)로의
분명한 전환이 있었습니다.

6. 결론 (Conclusions)

이온성 액체(IL)는 일반적으로 기존의 용매보다 비싸지만 자본
비용의 초기 증가는 용매 재활용성, 촉매 회수, 반응 속도, 선택성 및 생성물 분리의 개선으로 상쇄될 수 있습니다.

산업에서의 사용은 벌크 용매 응용
및 촉매 작용에만 국한되지 않으며,

현재 성능 첨가제 및 분석 재료 영역에서
발생하는 많은 틈새 공정이 있습니다.

강력한 용매화 특성과 조정 가능한
특성은 기존 용매에 비해 상당한 이점을 제공할 수 있지만,

공정 호환성에 대한 추가 고려 없이는
공정에서 IL의 간단한 교체가 자주 발생하지 않습니다.

이온성 액체(IL)은 "본질적으로 친환경적인" 것은 아니지만 용매의 재활용 가능성과 촉매의 회수율을 높여 환경적으로나 경제적으로 더 지속 가능하게 함으로써 공정의 친환경 지표를 개선할 수 있습니다.

IL의 친수성을 조정하면 제품 분리 측면에서 유리할 수 있지만 IL의 독성에 대한 구조적 변화의 영향을 잊어서는 안됩니다.

또한, IL의 가격은 현재 새롭고 확장 가능한 합성 경로의 개발과 함께 지속적으로 감소하고 있으며 일부 PIL은 현재 기존의 유기 용매와 유사한 가격으로 추정되어 다음 분야에서 이러한 물질에 대한 추가 탐사를 시작한다는 점에 유의해야 합니다.

협력을 통해 성능 향상 또는 비용과 같은 전략적 목표를 충족하기 위한 연구 목표를 조정함으로써 학술 연구가 상업적 응용과 관련된 방향으로 발전할 수 있습니다.

IL 기반 프로세스의 상용화는 아직 초기 단계이며 아직 실현되지 않은 흥미로운 기회가 많이 있을 것으로 예상됩니다.