Le batterie al litio ricaricabili svolgono un ruolo fondamentale nel soddisfare le crescenti esigenze di energia portatile del mondo. Queste batterie a basso costo, compatte e leggere sono le scelte primarie per la maggior parte dei dispositivi elettronici portatili, veicoli elettrici / ibridi, impianti solari, ecc. Tuttavia, la disponibilità di litio e cobalto è limitata sulla crosta terrestre e fare affidamento completamente su questi metalli lo farà. essere un problema per soddisfare le future richieste energetiche.
Questo è il motivo per cui un team di scienziati della Tokyo University of Science guidato dal professor Shinichi Komaba sta lavorando alla ricerca di un elemento alternativo al posto del litio per le batterie agli ioni di litio (LIB). Con sodio e potassio nello stesso gruppo di metalli alcalini nella tavola periodica, la loro natura chimica è simile al litio e può agire come un valido sostituto del litio. Ma, a differenza del litio, questi elementi sono ampiamente abbondanti sulla Terra e il loro utilizzo per sviluppare batterie ricaricabili ad alte prestazioni sarebbe una svolta verso la creazione di un ambiente più sostenibile. Queste batterie agli ioni di potassio (KIB)sono diventati lentamente al centro di ricerche approfondite dal 2015. L'uso del potassio nelle batterie è promettente perché mostrano prestazioni paragonabili (o anche migliori) alle LIB. Inoltre, i materiali necessari per costruire i KIB sono tutti atossici e molto più abbondanti ed economici di quelli richiesti per i LIB.
In un notevole sforzo per facilitare ulteriori ricerche sui KIB, il gruppo di ricerca guidato dal Prof Komaba ha analizzato il funzionamento dei KIB in grande dettaglio in una revisione completa pubblicata su Chemical Reviews . Il documento comprende tutto ciò che riguarda lo sviluppo di KIB, dai materiali catodici, materiali anodici, vari elettroliti e KIB completamente solidi, al doping degli elettrodi e agli additivi elettrolitici. Inoltre, la recensione confronta i diversi materiali utilizzati nelle batterie agli ioni di litio, sodio e potassio.
Tuttavia, la ricerca su alcuni aspetti dei KIB, come la loro sicurezza, è stata limitata e ci si dovrebbe concentrare sull'ottenere maggiori informazioni su ciò che sta accadendo fisicamente e chimicamente tra i diversi componenti ed elementi. Oltre a questo, il gruppo di ricerca del signor Komba si è anche concentrato sui supercondensatori e sulle celle a biocarburante insieme a LIB e batterie agli ioni di sodio, che potrebbero trovare tutte funzioni molto importanti in una società più sostenibile in futuro.