סוללות ליתיום נטענות ממלאות תפקיד חיוני בסיפוק דרישות האנרגיה הניידות הגוברות. סוללות בעלות נמוכה, קומפקטית וקלת משקל הן הבחירות העיקריות עבור רוב המכשירים האלקטרוניים הניידים, כלי רכב חשמליים / היברידיים, צמחים סולאריים וכו '. עם זאת, הזמינות של ליתיום וקובלט מוגבלת על קרום כדור הארץ והסתמכות מוחלטת על מתכות אלה להיות בעיה לעמוד בדרישות האנרגיה העתידיות.
זו הסיבה שצוות מדענים באוניברסיטת טוקיו למדע בראשות פרופסור שיניצ'י קומבה עובד על מציאת אלמנט חלופי במקום ליתיום עבור סוללות הליתיום-יון (LIB). כאשר נתרן ואשלגן באותה קבוצת מתכות אלקליות בטבלה המחזורית, האופי הכימי שלהם דומה לליתיום ויכול לשמש תחליף בר קיימא לליתיום. אך בניגוד לליתיום, יסודות אלה נמצאים בשפע רבות על פני כדור הארץ, והשימוש בהם לפיתוח סוללות נטענות בעלות ביצועים גבוהים יהווה פריצת דרך ליצירת סביבה בת קיימא יותר. סוללות אשלגן-יון אלה (KIB)לאט לאט הפכו למוקד מחקר נרחב מאז 2015. השימוש באשלגן בסוללות מבטיח מכיוון שהם מציגים ביצועים דומים (או אפילו טובים יותר) ל- LIB. יתרה מכך, החומרים הדרושים לבניית KIBs אינם רעילים ושופעים וזולים בהרבה מאלו הנדרשים עבור LIBs.
במאמץ מדהים להקל על מחקר נוסף על KIBs, קבוצת המחקר בראשות פרופ 'קומבה ניתחה את פעולתם של KIBs בפירוט רב בסקירה מקיפה שפורסמה ב- Chemical Reviews . הנייר מקיף את כל הקשור להתפתחות KIBs, מחומרי קתודה, חומרי אנודה, אלקטרוליטים שונים ותוספי KIB מלאים וכלה בסמים אלקטרודות ותוספי אלקטרוליטים. יתר על כן, הסקירה משווה בין החומרים השונים המשמשים בסוללות ליתיום, נתרן ואשלגן.
עם זאת, המחקר על היבטים מסוימים של KIBs, כגון בטיחותם, היה מוגבל ויש למקד דגש על השגת תובנה רבה יותר לגבי המתרחש מבחינה פיזית וכימית בין המרכיבים והאלמנטים השונים. מלבד זאת, קבוצת המחקר של מר קומבה התמקדה גם בקבלים- על ותאי דלק ביולוגיים יחד עם שני LIB וגם סוללות נתרן-יון, אשר כולם יכלו למצוא פונקציות חשובות מאוד בחברה בת קיימא יותר בעתיד.