Genopladelige litiumbatterier spiller en vigtig rolle i opfyldelsen af verdens voksende bærbare energibehov. Disse lave omkostninger, kompakte og lette batterier er de primære valg for de fleste bærbare elektroniske enheder, elektriske / hybridbiler, solcelleanlæg osv. Tilgængeligheden af lithium og kobolt er dog begrænset på jordskorpen, og det er helt afhængigt af disse metaller. være et problem for at imødekomme fremtidens energibehov.
Dette er grunden til, at et team af forskere ved Tokyo University of Science ledet af professor Shinichi Komaba arbejder på at finde et alternativt element i stedet for Lithium til Lithium-Ion-batterierne (LIB). Med natrium og kalium i den samme alkalimetalgruppe i det periodiske system svarer deres kemiske natur til lithium og kan fungere som en levedygtig erstatning for lithium. Men i modsætning til lithium er disse elementer meget rigelige på Jorden, og brug af dem til at udvikle højtydende genopladelige batterier ville være et gennembrud mod at skabe et mere bæredygtigt miljø. Disse kaliumionbatterier (KIB'er)er langsomt blevet fokus for omfattende forskning siden 2015. Brug af kalium i batterier er lovende, fordi de viser sammenlignelig (eller endnu bedre) ydeevne med LIB'er. Derudover er de nødvendige materialer til at bygge KIB'er ikke giftige og meget mere rigelige og billigere end de krævede til LIB'er.
I en bemærkelsesværdig indsats for at lette yderligere forskning på KIB'er analyserede forskningsgruppen ledet af Prof Komaba KIB'ernes funktion i detaljer i en omfattende gennemgang offentliggjort i Chemical Reviews . Papiret omfatter alt relateret til udviklingen af KIB'er, fra katodematerialer, anodematerialer, forskellige elektrolytter og helt solide KIB'er til elektroddoping og elektrolytadditiver. Desuden sammenligner gennemgangen de forskellige materialer, der anvendes i lithium-, natrium- og kaliumionbatterier.
Forskning på visse aspekter af KIB'er, såsom deres sikkerhed, har dog været begrænset, og der bør fokuseres på at få mere indsigt i, hvad der foregår fysisk og kemisk mellem de forskellige komponenter og elementer. Bortset fra dette har Mr. Kombas forskningsgruppe også fokuseret på superkondensatorer og biobrændstofceller sammen med både LIB'er og natriumionbatterier, som alle kunne finde meget vigtige funktioner i et mere bæredygtigt samfund i fremtiden.