任何电池的命脉都是电解液。它是带正电的元素（阳离子）在正极和负极之间集体迁移的介质。通过这种方式，电池放电以提供能量，充电以储存能量。科学家将此称为电化学过程。

电解质也是不同电化学过程发展的核心。例如，它们可以用于转换铁矿制成纯化的铁金属或铁合金。一个挑战是电解质必须在极端操作条件下保持稳定，并避免降低能源效率的副反应。回报是这样的过程可以消除能源密集型高炉在钢铁生产从而减少温室气体排放。

这就是新的电合成钢铁电气化中心 (C-STEEL) 的目标，该中心是能源地球研究中心。

在最近的一篇论文中，阿贡国家实验室的研究人员报告了一种创新方法，可以为几乎所有的环境设计新一代电解质。电化学过程。纸张是发表在日记中化学。

阿贡国家实验室材料科学家兼 C-STEEL 副主任贾斯汀·康奈尔 (Justin Connell) 表示：“通过这种方法，科学家不仅能够开发用于电动汽车电池的电解质，还能够用于钢铁、水泥和各种化学品的脱碳制造。”

电动汽车电池的电解质通常由盐溶解在液体溶剂中。例如，氯化钠是一种常见的盐，水是一种常见的溶剂。盐为电解质提供阳离子和带负电的元素（阴离子）——对于食盐来说是氯。在电池中，盐和溶剂的组成比这要复杂得多，但其功能的关键是电解质是电荷中性的，因为阴离子和阳离子的数量是平衡的。

过去的研究重点是使用不同浓度的单一盐将溶剂改变为不同的成分。“我们认为，改善电解质的最佳途径主要是通过盐的不同阴离子，”康奈尔说。“改变负离子化学可以带来更节能的电化学过程和更持久的电解质。”在当今的大多数电解质中，溶剂围绕着工作

阳离子当它在电极之间移动时。在传统锂离子电池为了电动汽车，作为一个例子，该阳离子是锂；和阴离子，氟磷酸盐 (PF₆）。

为了设计适合不同应用的新电解质，阿贡团队正在考虑将工作阳离子与电解质中的一种或多种不同阴离子配对。当阴离子部分或完全取代溶剂包围阳离子时，科学家将其称为接触离子对。

然而，由于存在无数可能的接触离子对，如何在特定应用中确定阴离子与工作阳离子的最佳匹配？为此，该团队正在开展实验，并辅以机器学习和人工智能的计算。

目的是开发一套设计原则，为电解液产生最佳接触离子对，以满足作为 C-STEEL 一部分的炼钢要求。

康奈尔说：“考虑到这些原则，我们希望找到一种价格实惠、持久的电解质，产生最有效的炼铁炼钢工艺。”

这些相同的原理也适用于其他脱碳电化学过程以及锂离子电池等的电解质。

除康奈尔外，作者还包括斯特凡·伊利奇 (Stefan Ilic) 和悉尼·拉万 (Sydney Lavan)。