Uppladdningsbara litiumbatterier spelar en viktig roll för att tillgodose världens växande bärbara energibehov. Dessa billiga, kompakta och lätta batterier är de främsta valen för de flesta bärbara elektroniska enheter, elektriska / hybridfordon, solceller etc. Tillgången på litium och kobolt är dock begränsad på jordskorpan och att helt förlita sig på dessa metaller kommer vara ett problem för att möta framtida energibehov.
Det är därför ett team av forskare vid Tokyo University of Science som leds av en professor Shinichi Komaba arbetar med att hitta ett alternativt element i stället för litium för litiumjonbatterierna (LIB). Med natrium och kalium i samma alkalimetallgrupp i det periodiska systemet liknar deras kemiska natur litium och kan fungera som en livskraftig ersättning för litium. Men, till skillnad från litium, finns dessa element mycket rikligt på jorden, och att använda dem för att utveckla högpresterande laddningsbara batterier skulle vara ett genombrott mot att skapa en mer hållbar miljö. Dessa kaliumjonbatterier (KIB)har långsamt blivit fokus för omfattande forskning sedan 2015. Användningen av kalium i batterier är lovande eftersom de visar jämförbara (eller ännu bättre) prestanda med LIB. Dessutom är de material som krävs för att bygga KIB: er giftfria och mycket rikligare och billigare än de som krävs för LIB.
I en anmärkningsvärd ansträngning för att underlätta vidare forskning om KIB: er analyserade forskargruppen under ledning av Prof Komaba KIB: s arbete i detalj i en omfattande granskning publicerad i Chemical Reviews . Papperet omfattar allt relaterat till utvecklingen av KIB: er, från katodmaterial, anodmaterial, olika elektrolyter och helt solida KIB: er till elektroddoping och elektrolytadditiv. Dessutom jämför granskningen de olika materialen som används i litium-, natrium- och kaliumjonbatterier.
Forskningen på vissa aspekter av KIB: er, såsom deras säkerhet, har dock varit begränsad och fokus bör läggas på att få mer inblick i vad som händer fysiskt och kemiskt mellan de olika komponenterna och elementen. Bortsett från detta har Mr. Kombas forskargrupp också fokuserat på superkondensatorer och biobränsleceller tillsammans med både LIB och natriumjonbatterier, som alla kan hitta mycket viktiga funktioner i ett mer hållbart samhälle i framtiden.