Oppladbare litiumbatterier spiller en viktig rolle for å tilfredsstille verdens voksende bærbare energibehov. Disse lave prisene, kompakte og lette batteriene er de viktigste valgene for de fleste bærbare elektroniske enheter, elektriske / hybridbiler, solcelleanlegg osv. Imidlertid er tilgjengeligheten av litium og kobolt begrenset på jordskorpen, og å stole helt på disse metallene være et problem for å møte fremtidens energibehov.
Dette er grunnen til at et team av forskere ved Tokyo University of Science ledet av professor Shinichi Komaba jobber med å finne et alternativt element i stedet for Lithium for Lithium-Ion Batteries (LIB). Med natrium og kalium i samme alkalimetallgruppe i det periodiske systemet, er deres kjemiske natur lik litium og kan fungere som en levedyktig erstatning for litium. Men, i motsetning til litium, er disse elementene rikelig på jorden, og å bruke dem til å utvikle høyeffektive oppladbare batterier vil være et gjennombrudd mot å skape et mer bærekraftig miljø. Disse kaliumionbatteriene (KIB)har sakte blitt fokus for omfattende forskning siden 2015. Bruk av kalium i batterier er lovende fordi de viser sammenlignbare (eller enda bedre) ytelser til LIB. I tillegg er materialene som er nødvendige for å bygge KIB-er giftfrie og mye rikere og billigere enn de som kreves for LIB-er.
I en bemerkelsesverdig innsats for å legge til rette for videre forskning på KIB-er, analyserte forskergruppen ledet av Prof Komaba KIB-arbeidene i detalj i en omfattende gjennomgang publisert i Chemical Reviews . Papiret omfatter alt relatert til utvikling av KIB-er, fra katodematerialer, anodematerialer, forskjellige elektrolytter og helt solide KIB-er, til elektroddoping og elektrolyttilsetningsstoffer. Videre sammenligner vurderingen de forskjellige materialene som brukes i litium-, natrium- og kaliumionbatterier.
Imidlertid har forskning på visse aspekter av KIB-er, for eksempel deres sikkerhet, vært begrenset, og det bør fokuseres på å få mer innsikt i hva som skjer fysisk og kjemisk mellom de forskjellige komponentene og elementene. Bortsett fra dette, har Mr. Kombas forskningsgruppe også fokusert på superkondensatorer og biodrivstoffceller sammen med både LIB og natriumionbatterier, som alle kan finne svært viktige funksjoner i et mer bærekraftig samfunn i fremtiden.