Ionipohjainen

Ionipohjainen on suomenkielinen adjektiivi, jolla tarkoitetaan sitä, että jokin prosessi, materiaali tai ominaisuus perustuu ioneihin tai niiden liikkeeseen. Käytössä se viittaa yleensä järjestelmiin, joissa ionit ovat ensisijaisia varaajia tai siirtäjiä sähköisessä vuorovaikutuksessa; tällaisia ovat erityisesti ionijohteiset materiaalit, ioniliuokset ja ionipohjaiset eristys- sekä katalyysisovellukset.

Ionipohjaisia järjestelmiä tarkastellaan laajasti elektrolyysin, energian varastoinnin ja erotusprosessien yhteydessä. Esimerkkejä ovat kiinteät ionijohteiset elektrolyytit, jotka mahdollistavat ionien liikettä kiinteässä muodossa, sekä polymeriset elektrolyytit. Lisäksi käytetään ionisia nesteitä eli ionisia liuottimia sekä perinteisiä ei-kiinteitä elektrolyyttejä. Ioninvaihtoon liittyvät materiaalit ovat toinen keskeinen ryhmä: ne vaihtavat ioneita veden tai muiden liuosten kanssa ja niitä käytetään veden puhdistuksessa sekä eri erotus- ja katalyysiprosesseissa.

Ionipohjaisten materiaalien keskeisiä ominaisuuksia ovat korkea ioninen johtokyky sekä mahdollisesti alhainen sähköinen johtavuus, kemiallinen vakaus ja yhteensopivuus elektrodien kanssa. Ominaisuuksiin vaikuttavat lämpötila, ionin liikkuvuus sekä materiaalin koostumus ja rakenne. Ominaisuuksia arvioidaan mittauksilla kuten impedanssispektrikolla, joka antaa ionisen johtokyvyn arvot, sekä diffuusiotutkimuksilla (esim. NMR-diffuusio).

Haasteita ovat yhteensopivuus elektrodien kanssa, turvallisuus- ja stabiliteettikysymykset sekä tuotantokustannukset. Tulevaisuudessa ionipohjaiset ratkaisut voivat parantaa energiatehokkuutta ja turvallisuutta sekä laajentaa sovelluksia niin akkuihin, sensorointeihin kuin erotusprosesseihin.