Az újratölthető lítium elemek alapvető szerepet játszanak a világ növekvő hordozható energiaigényének kielégítésében. Ezek az olcsó, kompakt és könnyű akkumulátorok az elsődleges választás a legtöbb hordozható elektronikus eszköz, elektromos / hibrid járművek, napelemek stb. Számára. A lítium és a kobalt elérhetősége azonban csak a földkéregben korlátozott, és teljesen ezekre a fémekre támaszkodik. probléma lehet a jövőbeni energiaigények kielégítéséhez.
Ezért a Tokiói Tudományegyetem tudóscsoportja, Shinichi Komaba professzor vezetésével azon dolgozik, hogy alternatív elemet találjon a lítium helyett a lítium-ion akkumulátorokhoz (LIB). Mivel a periódusos rendszer ugyanabban az alkálifém-csoportban van a nátrium és a kálium, kémiai jellegük hasonló a lítiumhoz, és életképes helyettesítőként szolgálhat a lítium számára. De a lítiummal ellentétben ezek az elemek a Földön széles körben találhatók, és felhasználásuk nagy teljesítményű újratölthető akkumulátorok fejlesztéséhez áttörést jelentene a fenntarthatóbb környezet megteremtése felé. Ezek a kálium-ion akkumulátorok (KIB)2015 óta lassan a kiterjedt kutatások középpontjába kerültek. A kálium használata az akkumulátorokban ígéretes, mivel a LIB-khez hasonló (vagy még jobb) teljesítményt mutat. Ráadásul a KIB-ek létrehozásához szükséges anyagok nem mérgezőek, sokkal bőségesebbek és olcsóbbak, mint a LIB-khez szükségesek.
A Komaba professzor által vezetett kutatócsoport figyelemreméltó erőfeszítésekkel a KIB-ek további kutatásának megkönnyítése érdekében a Chemical Review-ban megjelent átfogó áttekintésben nagyon részletesen elemezte a KIB-ek működését. A cikk a KIB-ek fejlesztésével kapcsolatos mindent felölel, a katódanyagoktól, az anódanyagoktól, a különféle elektrolitoktól és a teljesen szilárd KIB-től kezdve az elektróddoppingig és az elektrolit-adalékokig. Ezenkívül a felülvizsgálat összehasonlítja a lítium-, nátrium- és kálium-ion akkumulátorokban használt különféle anyagokat.
A KIB-ek bizonyos szempontjaival, például biztonságosságával kapcsolatos kutatások azonban korlátozottak, és hangsúlyt kell fektetni arra, hogy minél több betekintést nyerjünk abba, hogy mi történik fizikailag és kémiailag a különböző alkatrészek és elemek között. Ettől eltekintve Komba úr kutatócsoportja a szuperkondenzátorokra és a bioüzemanyag cellákra is összpontosított, mind a LIB-k, mind a nátrium-ion akkumulátorok mellett, amelyek mind nagyon fontos funkciókat találhatnak a fenntarthatóbb társadalomban a jövőben.