Dobíjecí lithiové baterie hrají zásadní roli při uspokojování rostoucích požadavků na přenosnou energii na světě. Tyto levné, kompaktní a lehké baterie jsou primární volbou pro většinu přenosných elektronických zařízení, elektrických / hybridních vozidel, solárních elektráren atd. Dostupnost lithia a kobaltu je však omezena na zemskou kůru a spoléhat se zcela na tyto kovy bude být problémem splnit budoucí energetické požadavky.
To je důvod, proč tým vědců na Tokijské univerzitě věd vedený profesorem Shinichi Komaba pracuje na nalezení alternativního prvku místo lithia pro lithium-iontové baterie (LIB). Se sodíkem a draslíkem ve stejné skupině alkalických kovů v periodické tabulce je jejich chemická povaha podobná lithiu a může působit jako životaschopná náhrada lithia. Ale na rozdíl od lithia jsou tyto prvky na Zemi hojně zastoupeny a jejich použití k vývoji vysoce výkonných dobíjecích baterií by bylo průlomem směrem k vytvoření udržitelnějšího prostředí. Tyto draselno-iontové baterie (KIB)se od roku 2015 staly středem rozsáhlého výzkumu. Použití draslíku v bateriích je slibné, protože vykazují srovnatelný (nebo dokonce lepší) výkon s LIB. A co víc, materiály potřebné k vytvoření KIB jsou netoxické a mnohem hojnější a levnější než materiály potřebné pro LIB.
V pozoruhodném úsilí usnadnit další výzkum na KIBs výzkumná skupina vedená Prof Komabou podrobně analyzovala fungování KIB v komplexním přehledu publikovaném v Chemical Reviews . Příspěvek zahrnuje vše, co souvisí s vývojem KIB, od katodových materiálů, anodových materiálů, různých elektrolytů a zcela pevných KIB, až po dotace elektrod a přísady elektrolytů. Přehled navíc srovnává různé materiály používané v lithiových, sodných a draselných iontových bateriích.
Výzkum určitých aspektů KIB, jako je jejich bezpečnost, byl však omezený a je třeba se zaměřit na získání většího přehledu o tom, co se děje fyzicky a chemicky mezi různými složkami a prvky. Kromě toho se výzkumná skupina pana Komby zaměřila také na superkondenzátory a biopalivové články, a to jak na LIB, tak na sodíkové iontové baterie, které by v budoucnu mohly v udržitelnější společnosti najít všechny velmi důležité funkce.