任何電池的命脈都是電解液。它是帶正電的元素（陽離子）在正極和負極之間集體遷移的介質。透過這種方式，電池放電以提供能量，充電以儲存能量。科學家稱此為電化學過程。

電解質也是不同電化學過程發展的核心。例如，它們可以用於轉換鐵礦製成純化的鐵金屬或鐵合金。一個挑戰是電解質必須在極端操作條件下保持穩定，並避免降低能源效率的副反應。回報是這樣的過程可以消除能源密集型高爐在鋼鐵生產從而減少溫室氣體排放。

這就是新的電合成鋼鐵電氣化中心 (C-STEEL) 的目標，該中心是能源地球研究中心。

在最近的一篇論文中，阿貢國家實驗室的研究人員報告了一種創新方法，可以為幾乎所有的環境設計新一代電解質。電化學過程。紙張是發表在日記中化學。

阿貢國家實驗室材料科學家兼C-STEEL 副主任賈斯汀·康奈爾(Justin Connell) 表示：「透過這種方法，科學家不僅能夠開發用於電動車電池的電解質，還能夠用於鋼鐵、水泥和各種化學品的脫碳製造。

電動汽車電池的電解質通常由鹽溶解在液體溶劑中。例如，氯化鈉是一種常見的鹽，水是一種常見的溶劑。鹽為電解質提供陽離子和帶負電的元素（陰離子）－對於食鹽來說是氯。在電池中，鹽和溶劑的組成比這要複雜得多，但其功能的關鍵是電解質是電荷中性的，因為陰離子和陽離子的數量是平衡的。

過去的研究重點是使用不同濃度的單一鹽分將溶劑改為不同的成分。「我們認為，改善電解質的最佳途徑主要是透過鹽的不同陰離子，」康奈爾說。「改變負離子化學可以帶來更節能的電化學過程和更持久的電解質。在當今的大多數電解質中，溶劑圍繞著工作

陽離子當它在電極之間移動時。在傳統鋰離子電池為了電動車，作為一個例子，該陽​​離子是鋰；和陰離子，氟磷酸鹽 (PF₆）。

為了設計適合不同應用的新電解質，阿貢團隊正在考慮將工作陽離子與電解質中的一種或多種不同陰離子配對。當陰離子部分或完全取代溶劑包圍陽離子時，科學家稱為接觸離子對。

然而，由於存在無數可能的接觸離子對，如何在特定應用中確定陰離子與工作陽離子的最佳匹配？為此，該團隊正在進行實驗，並輔以機器學習和人工智慧的運算。

目的是開發一套設計原則，為電解液產生最佳接觸離子對，以滿足作為 C-STEEL 一部分的煉鋼要求。

康奈爾說：“考慮到這些原則，我們希望找到一種價格實惠、持久的電解質，產生最有效的煉鐵煉鋼工藝。”

這些相同的原理也適用於其他脫碳電化學過程以及鋰離子電池等的電解質。

除康奈爾外，作者還包括 Stefan Ilic 和 Sydney Lavan。