किसी भी बैटरी की जीवनधारा इलेक्ट्रोलाइट होती है।यह वह माध्यम है जिसके माध्यम से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए तत्व (धनायन) सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच सामूहिक रूप से स्थानांतरित होते हैं।इस माध्यम से, बैटरियां ऊर्जा प्रदान करने के लिए डिस्चार्ज होती हैं और ऊर्जा संग्रहीत करने के लिए चार्ज होती हैं।वैज्ञानिक इसे विद्युत रासायनिक प्रक्रिया कहते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स विभिन्न इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के विकास के लिए भी केंद्रीय हैं।उदाहरण के लिए, उनका उपयोग परिवर्तित करने में किया जा सकता हैलौह अयस्कशुद्ध लौह धातु या लौह मिश्रधातु में।एक चुनौती यह है किइलेक्ट्रोलाइटअत्यधिक परिचालन स्थितियों के तहत स्थिर रहना चाहिए और ऊर्जा दक्षता को कम करने वाली प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं से बचना चाहिए।इसका लाभ यह होगा कि ऐसी प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा-गहन ब्लास्ट फर्नेस को खत्म किया जा सकता हैइस्पात उत्पादनऔर इस प्रकार ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करें।

ऊर्जा अर्थशॉट अनुसंधान केंद्र, इलेक्ट्रोसिंथेसिस द्वारा इस्पात विद्युतीकरण के लिए नए केंद्र (सी-स्टील) का यही उद्देश्य है।

हाल के एक पेपर में, आर्गन के शोधकर्ताओं ने लगभग किसी भी प्रकार के इलेक्ट्रोलाइट्स की नई पीढ़ी को डिजाइन करने के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण की रिपोर्ट दी हैविद्युत रासायनिक प्रक्रिया.कागज हैप्रकाशितजर्नल मेंकेम.

"इस दृष्टिकोण के साथ, वैज्ञानिकों को न केवल इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स विकसित करने में सक्षम होना चाहिए, बल्कि स्टील, सीमेंट और विभिन्न रसायनों के डीकार्बोनाइज्ड विनिर्माण के लिए भी," आर्गोन के सामग्री वैज्ञानिक और सी-स्टील के उप निदेशक जस्टिन कॉनेल ने कहा।

इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स आमतौर पर किससे बने होते हैं?नमकएक तरल विलायक में घुल गया.उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड एक सामान्य नमक है, और पानी एक सामान्य विलायक है।नमक इलेक्ट्रोलाइट को धनायन और नकारात्मक रूप से आवेशित तत्व (आयन) दोनों प्रदान करता है - सामान्य नमक के मामले में क्लोरीन।बैटरियों में, नमक और विलायक की संरचना उससे कहीं अधिक जटिल होती है, लेकिन उनकी कार्यक्षमता की कुंजी यह है कि इलेक्ट्रोलाइट चार्ज तटस्थ होता है क्योंकि आयनों और धनायनों की संख्या संतुलित होती है।

पिछले शोध ने अलग-अलग सांद्रता में एक ही नमक का उपयोग करके विलायक को विभिन्न रचनाओं में बदलने पर ध्यान केंद्रित किया है।"हमारे विचार में, बेहतर इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए सबसे अच्छा रास्ता मुख्य रूप से नमक के लिए विभिन्न आयनों के माध्यम से है," कॉनेल ने कहा।"बदल रहा हूँऋणायनरसायन विज्ञान अधिक ऊर्जा-कुशल इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं और लंबे समय तक चलने वाले इलेक्ट्रोलाइट दोनों को जन्म दे सकता है।"आज अधिकांश इलेक्ट्रोलाइट्स में विलायक कार्यशील होता है

कटियनजैसे यह इलेक्ट्रोड के बीच चलता है।मेंपारंपरिक लिथियम-आयन बैटरीके लिएइलेक्ट्रिक वाहन, एक उदाहरण के रूप में, वह धनायन लिथियम होगा;और आयन, एक फ्लोरीन फॉस्फेट (पीएफ)।₆).

विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए नए इलेक्ट्रोलाइट्स को डिजाइन करने के लिए, आर्गन टीम इलेक्ट्रोलाइट में एक या अधिक विभिन्न आयनों के साथ कार्यशील धनायन को जोड़ने पर विचार कर रही है।जब आयन आंशिक रूप से या पूरी तरह से धनायन को घेरने के लिए विलायक को प्रतिस्थापित करते हैं, तो वैज्ञानिक इन्हें संपर्क आयन जोड़े के रूप में संदर्भित करते हैं।

हालाँकि, असंख्य संभावित संपर्क आयन युग्मों के साथ, कोई किसी विशिष्ट अनुप्रयोग में कार्यशील धनायनों के साथ आयनों के सर्वोत्तम मिलान की पहचान कैसे कर सकता है?इस उद्देश्य से, टीम मशीन लर्निंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके गणनाओं द्वारा पूरक प्रयोगों को आगे बढ़ा रही है।

इसका उद्देश्य डिज़ाइन सिद्धांतों का एक सेट विकसित करना है जो सी-स्टील के हिस्से के रूप में स्टीलमेकिंग की मांगों के अनुकूल इलेक्ट्रोलाइट के लिए सर्वोत्तम संपर्क आयन जोड़े प्रदान करता है।

कॉनेल ने कहा, "इन सिद्धांतों को ध्यान में रखते हुए, हम एक किफायती, लंबे समय तक चलने वाले इलेक्ट्रोलाइट की खोज करने की उम्मीद करते हैं जो स्टील के लिए लोहा बनाने की सबसे कुशल प्रक्रिया प्रदान करता है।"

ये समान सिद्धांत अन्य डीकार्बोनाइज्ड इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के साथ-साथ लिथियम-आयन बैटरी और उससे आगे के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स पर भी लागू होंगे।

कॉनेल के अलावा, लेखकों में स्टीफ़न इलिक और सिडनी लावन शामिल हैं।