Электролиты — это не просто составляющие батарей, они играют ключевую роль в различных электрохимических процессах. Например, благодаря электролитам железная руда превращается в чистый металл. Однако, чтобы функционировать эффективно, электролиты должны выдерживать сложные условия и минимизировать побочные реакции, которые могут снижать их производительность. Недавно учёные из США предложили новый подход, который может значительно повысить эффективность электролитов в металлургии.
Джастин Коннел, ведущий исследователь из Аргоннской национальной лаборатории, отметил: «Эта методика поможет разработать новые типы электролитов не только для электромобилей, но и для таких отраслей, как производство стали, цемента и химикатов». Эти достижения могут привести к более экологичной металлургической промышленности.
Типичные электролиты для батарей состоят из солей, растворённых в жидкостях, что обеспечивает их способность эффективно проводить ионы. Ранее большинство исследований были сосредоточены на изменении состава электролита, однако команда Коннела пошла дальше. Они решили экспериментировать с анионами — частицами, которые взаимодействуют с катионами в растворе.
Для создания более эффективных электролитов учёные объединили катионы с различными типами анионов, что привело к образованию так называемых «тесных ионных пар». Эти пары возникают, когда анионы частично или полностью замещают раствор, окружающий катион. Чтобы выбрать наилучшие сочетания, команда Коннела обратилась за помощью к искусственному интеллекту и технологиям машинного обучения. Компьютеры проанализировали огромное количество комбинаций, позволяя найти оптимальные решения для конкретных задач.
Основная цель учёных — разработать чёткие принципы, которые позволят создавать самые эффективные и стабильные электролиты для сталеплавильного производства. «Мы надеемся разработать электролит, который не только будет долговечным и продуктивным, но и значительно улучшит процесс производства стали», — пояснил Коннел. Эти открытия могут быть применены и в других областях электрохимии, что делает их особенно важными.
В прошлом году мы рассказывали о том, как российские учёные-материаловеды создали сверхпрочный сплав, который может найти применение в авиационно-космической отрасли. Подробности вы можете найти в этой статье.