Les liquides ioniques : de nouvelles perspectives

.
.
Les liquides ioniques : de nouvelles perspectives pour l’électrodéposition
Sophie LEGEAI
Institut Jean Lamour – Equipe Chimie et Electrochimie des Matériaux
Université de Lorraine
Les liquides ioniques sont des sels fondus dont le point de fusion est généralement inférieur
à la température ambiante. Constitués uniquement d’ions, leur structure et donc leurs
propriétés physico-chimiques sont totalement différentes de celles des solvants
moléculaires. Ils sont caractérisés par une faible tension de vapeur, permettant un recyclage
facile et limitant les émissions de composés organiques volatils, ce qui leur a valu la
dénomination de « solvants verts ». La modularité de leur structure ouvre de larges
perspectives pour la communauté chimiste, tant en électrochimie qu’en chimie séparative ou
encore en synthèse organique.
Dans le cadre de la synthèse de matériaux semi-conducteurs par électrochimie, les liquides
ioniques permettent d’envisager la synthèse de composés à propriétés de transport
améliorées. La grande stabilité électrochimique des liquides ioniques permet de déposer à
température modérée des éléments inaccessibles dans les solvants classiques (terres rares,
alcalins…). Par ailleurs, il a été montré récemment que l’électrodéposition en milieu liquide
ionique peut conduire à la synthèse de films nanostructurés, de nanofils ou encore de
nanotubes. Enfin, la bonne stabilité thermique de ces solvants (200-300°C) permet d’obtenir
des matériaux de haute cristallinité. Ainsi, notre équipe, pionnière dans la synthèse
électrochimique de films thermoélectriques en milieu aqueux, explore depuis quelques
années la potentialité de ces solvants pour cette application, soit par dopage
électrochimique par des éléments comme les terres rares soit par nanostructuration.
La large fenêtre électrochimique des liquides ioniques permet également d’envisager
l’utilisation de ces électrolytes pour le traitement et la valorisation de déchets contenant
certains métaux stratégiques difficiles à traiter en milieu aqueux (indium, terres rares,
tantale, platinoïdes...). En amont de l’étape d’électrolyse, les possibilités de modulation quasi
infinie de la structure du cation et de l’association cation/anion permettent de synthétiser
des liquides ioniques à tâche spécifique pour l’extraction sélective des métaux visés. La
lixiviation par le liquide ionique lui-même peut également être envisagée en vue du
développement de procédés de traitement « 100% liquide ionique » pour la récupération de
métaux rares et précieux.